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CA 02691083 2009-12-18
WO 2008/155213 PCT/EP2008/056798
Procédé et équipements de production et de
visualisation d'images stéréoscopiques avec filtres colorés.
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne le domaine de la
production et de la visualisation d'images stéréoscopiques. De
façon générale, l'invention concerne un procédé et des
équipements permettant de restituer des images en relief, issues
d'une source stéréoscopique quelconque (Prises de Vues réelles,
images de synthèses), sur tout support d'affichage couleur en
deux dimensions, notamment et de façon non limitative sur un
écran TV-CRT, un écran à cristaux liquides, un écran Plasma, une
projection électronique, une projection à partir film argentique
ou numérique.
La vision en relief, c'est-à-dire cette faculté de
voir le monde avec une sensation immédiate de profondeur et de
volume, nécessite une Vision Binoculaire. Ainsi, chaque il peut
voir un même sujet d'un point de vue légèrement décalé par
rapport à l'autre. C'est ce décalage de point de vue qui permet
au cerveau, par analyse des différences entre les images droite
et gauche, d'interpréter la profondeur, la distance, d'un sujet
observé. On appelle cela la vision stéréoscopique.
Pour reproduire cette vision stéréoscopique en photo,
en télévision ou au cinéma, différents procédés plus ou moins
complexes ont été inventés.
Parmi ceux-ci, un procédé ancien et populaire, connu
sous le nom d'anaglyphe, utilise des lunettes composées de deux
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filtres colorés de couleurs opposées, également qualifiées de
Complémentaires selon la théorie trichromatique des couleurs. Les
couples de filtres habituellement utilisés par le procédé
anaglyphe sont soit Rouge et Bleu soit Rouge et Vert soit Rouge
et Cyan soit Magenta et Vert soit Jaune et Bleu.
Le spectateur, équipé de ces lunettes anaglyphes,
regarde une image unique construite en superposant par Synthèse
Additive les images droite et gauche du couple stéréoscopique,
filtrées respectivement avec les couleurs utilisées pour les
filtres droit et gauche des lunettes. D'un certain point de vue,
on peut dire que le relief est contenu dans la couleur de cette
image unique en deux dimensions.
Le procédé anaglyphe présente le grand avantage de
pouvoir être affiché sur n'importe quel système d'affichage
couleur 2-D. C'est cette simplicité de diffusion qui a rendu ce
procédé si populaire depuis son invention en 1853 par Rollman.
En revanche il présente de sérieux inconvénients de
confort de vision et de fidélité des couleurs observées. En
effet, l'effort demandé aux fonctions cérébrales pour fusionner
les couleurs de l'image droite avec celles de l'image gauche est
trop important pour dépasser quelques minutes d'observation.
Après ce délai, la plupart des observateurs ressentent une
fatigue ou des maux de tête. De plus, si en théorie les images
colorées, droite et gauche, devraient en se recomposant,
restituer la couleur fidèle d'origine, dans les faits, les
fonctions visuelles du couple yeux-cortex ne le permettent pas. A
la place, l'observateur voit des images dont les couleurs sont
modifiées. Par exemple dans le cas du couple de filtres
anaglyphes le plus populaire, le couple Rouge/Cyan : le Rouge
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vacille dans la même seconde entre l'orangé/brun et le noir, les
visages des comédiens paraissent livide, les blancs vacillent
entre des couleurs indécidables tantôt rose tantôt turquoise.
Dans ces conditions il n'est pas étonnant que les
images anaglyphes fassent figure de gadget dans l'esprit du grand
public et qu'après quelques minutes d'intérêt l'attention se
détourne sous le poids de l'inconfort.
ETAT DE LA TECHNIQUE :
On connaît dans l'état de la technique différentes
solutions permettant de restituer des images stéréoscopiques.
Une des solutions répandues de diffusion
stéréoscopique fonctionne sur le principe de filtres anaglyphes.
Cette solution économique présente toutefois différents
inconvénients qui ont empêché l'adhésion du public et des
distributeurs de contenu.
Cinq conditions sont en effet nécessaires à cette
adhésion :
1. Un confort de Vision en Relief sans fatigue
cérébrale, comprenant une répartition égale de la Clarté
entre chaque il et une faible rivalité de contraste
chromatique binoculaire.
2. Le respect des couleurs originelles de
l' uvre tout particulièrement pour les tons chair et les
tons neutres.
3. Un relief agréable sans Images-Fantômes
gênantes.
4. S'adapter à tout type de contenu
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stéréoscopique quel que soit le procédé de production des
images et les paramètres de relief utilisés.
5. Fonctionner sur différents types de
technologies d'écran, par exemple : CRT, LCD, Plasma,
projection 3LCD, 1DLP, 3DLP, film argentique.
Il apparaît que les solutions connues de l'art
antérieur ne permettent pas d'atteindre complètement ces
conditions. Pour remédier aux inconvénients des solutions de
l'art antérieur, l'invention propose une solution en plusieurs
étapes qui consistent à :
- équiper l'observateur de lunettes comportant des
filtres colorés non conformes au principe classique des
anaglyphes. En effet, les filtres proposés sont de couleurs
complémentaires avec la particularité, pour au moins l'un d'entre
eux, de transmettre une petite partie du spectre colorimétrique
du filtre opposé. Ceci est contraire à la démarche de l'homme du
métier connaissant le procédé anaglyphe qui consiste à présenter
à chaque il uniquement l'image qui lui est destinée. L'un des
avantages de l'invention par rapport au principe anaglyphe est
d'améliorer le rendu colorimétrique pour l'observateur.
- déterminer un couple de filtres colorés permettant
un respect optimum du rendu colorimétrique.
- affiner ledit rendu par un traitement
colorimétrique non linéaire des images stéréoscopiques.
- corriger certaines couleurs saturées pouvant
présenter un léger inconfort.
- minimiser la formation des effets d'Images-Fantômes
(favorisés par lesdits filtres) en dessous du seuil de perception
de l'observateur placé à une Distance Relative de Référence, en
paramétrant de façon particulière les réglages de mise en scène
du relief lors des Prises de Vues stéréoscopiques et/ou en
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agissant en postproduction par des traitements d'images fonction
de la coordonnée Z de chaque pixels (tel que : la modification de
disparité, la génération de flou, la modification de contraste).
Le relief ainsi obtenu est plus subtil tout en
restant suffisant pour offrir une expérience agréable à
l'observateur.
Ce procédé objet de l'invention concerne tous les
dispositifs permettant la production d'une Séquence de couples
d'images stéréoscopiques, tel que la Prise de Vues
stéréoscopiques avec un système caméra permettant la captation
d'au moins deux points de vues différents, tel que par exemple :
les systèmes caméra à 2 capteurs distincts, les caméras mono
capteur avec une séparation binoculaire mono-objectif ou bi-
objectif. On connaît également dans l'état de la technique un
procédé communément appelé mise en relief ou conversion 2D-3D
faisant intervenir une Prise de Vues avec une seule caméra
filmant un seul point de vues suivi d'une opération de
postproduction visant à reconstruire le second point de vue
stéréoscopique par diverses techniques manuelles et/ou
automatiques. Le terme Prise de Vues s'entend soit dans le
monde réel, soit par synthèse informatique, par exemple pour les
images de synthèse.
Pour les jeux vidéo et la création d'images de
synthèses interactives, un procédé de paramétrage automatique du
rendu stéréoscopique en fonction des limitations de l'invention
est également décrit.
L'avantage de cette invention par rapport à l'art
antérieur est un confort de vision en relief, dénué de fatigue
cérébrale, ainsi qu'une restitution fidèle des couleurs de la
version originelle en deux dimensions, à l'exception de certaines
couleurs saturées.
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TERMINOLOGIE
Dans le cadre du présent brevet, les termes
techniques employés seront compris comme suit
A) Cinématographie
Prises de Vues : On entend par prises de vues les
captations réelles sur support film ou sur support numérique, et
les captations en images de synthèse (par exemple dans un jeu
vidéo ou dans un film d'animation).
Séquence : Une séquence est une suite d'images
animées comportant une succession de Plans. Par exemple, un film
de cinéma, un téléfilm, un clip vidéo, un documentaire, un
reportage, un dessin animé, comportant plusieurs plans sont donc
des Séquences.
Plan Utilisé dans son sens temporel, le plan
désigne une suite d'images animées exprimant une continuité
d'action sans coupure. Utilisé dans son sens spatial, on parle
d'avant plan et d'arrière plan pour désigner les éléments
respectivement proches ou éloignés du système caméra.
Point d'Attention Maximum : zone que le spectateur
regarde principalement, typiquement l'endroit où se passe
l'action, par exemple le visage du comédien qui parle.
B) Relief et Stéréoscopie
Vision en Relief ou Vision Binoculaire : La vision
humaine en relief est possible avec les deux images différentes
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des objets qui se forment sur la rétine de chacun de nos yeux.
Activité physiologique réflexe innée, complexe, tributaire de
11 accomodation-convergence des deux yeux, qui donne la sensation
de relief et le sens de l'espace.
Fusion Stéréoscopique : On parle de fusion
stéréoscopique lorsque le cerveau reconstitue une seule image à
partir de la perception des deux images planes et différentes
provenant de chaque il. Il existe une grande variété de moyens
pour réaliser ces images, aussi bien que pour les observer.
Stéréoscopie Du grec stéréo, solide, et scope,
vision, la stéréoscopie est l'ensemble des techniques mises en
uvre pour reproduire une sensation du relief à partir de deux
images planes appelées couple stéréoscopique. Elle est née peu
après l'invention de la photographie.
Base Stéréoscopique : C'est la distance qui sépare
les points nodaux des deux objectifs d'un système de Prises de
Vues stéréoscopiques. La sensation de relief de l'observateur
est proportionnelle à la base stéréoscopique.
Coordonnée Z: La coordonnée Z caractérise le relief
de chaque pixel (X et Y représentant les coordonnées en 2-
Dimensions) . Elle peut être calculée en mesurant la Disparité
dudit pixel dans les deux images du couple stéréoscopique
(Photogrammétrie numérique) . Z peut être négatif ou positif en
fonction du sens de la Disparité mesurée (négative en profondeur
derrière le Plan de l'écran ou positive en jaillissement devant
le Plan de l'écran).
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Convergence : La convergence est l'opération qui
consiste lorsqu'on effectue une Prise de Vues stéréoscopiques
avec deux objectifs à faire converger horizontalement l'axe
optique desdits objectifs sur le sujet qui sera situé, pour
l'observateur, sur le Plan de l'écran (ni en jaillissement, ni en
profondeur), lors de la diffusion stéréoscopique des images. Si
aucun réglage de convergence n'est appliqué lors de la Prise de
Vues, c'est à dire si l'axe des objectifs est parallèle, la
totalité de la scène capturée sera en jaillissement, devant le
Plan de l'écran, lors de la diffusion des images.
Collimation : La Collimation est une opération qui
simule ou corrige la Convergence de deux caméras après la
production d'une Séquence stéréoscopique. Cette opération de
postproduction consiste à décaler horizontalement les deux images
d'un couple stéréoscopique l'une part rapport à l'autre. Cette
opération a pour effet d'avancer ou de reculer l'image en relief
par rapport au Plan de l'écran lors de la Fusion Stéréoscopique.
Les points homologues des deux images qui se trouvent positionnés
au même endroit sur l'écran seront positionnés en relief
exactement sur le Plan de l'écran. Il convient de ne conserver
des images droites et gauches que les parties en superposition,
ce qui provoque une diminution horizontale de la taille des
images du couple stéréoscopique. Pour conserver le rapport
d'image initial il convient soit d'agrandir horizontalement les
images d'un coefficient suffisant, soit, si on accepte de perdre
un peu d'image en haut et/ou en bas du cadre, d'effectuer un
recadrage au rapport d'origine, suivi d'un agrandissement
homothétique permettant d'obtenir le format exact d'origine.
Collimation Locale C'est un décalage horizontal
réalisé sur un élément présent dans les deux images d'un couple
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stéréoscopique. Cet élément aura été préalablement extrait d'au
moins une des deux images du couple stéréoscopique. Une
Collimation Locale réduit ou augmente la Disparité Stéréoscopique
au niveau de cet élément.
Disparité ou Disparité Stéréoscopique : Il s'agit de
la distance horizontale séparant deux points homologues d'un
couple d'image stéréoscopique, visible sans lunettes filtrantes,
mesurée sur l'écran d'affichage lorsque les deux images sont
superposées. Cette distance peut s'exprimer en pixel pour les
images numériques, elle peut aussi être mesurée en fraction de la
largeur de l'image. Le réglage de la Convergence ou de la
Collimation modifie de façon sensiblement uniforme la Disparité
Stéréoscopique de tous les points du couple d'image. Le réglage
de la Base Stéréoscopique agit de façon non linéaire sur la
Disparité Stéréoscopique de tous les points du couple d'image.
Disparité Stéréoscopique Maximale : C'est la
Disparité Stéréoscopique la plus élevée parmi tous les points
d'un couple d'images stéréoscopiques.
Ecart Inter Pupillaire : C'est la distance qui sépare
les centres des deux pupilles des yeux d'une personne quand le
point de fixation est à l'infini.
Image-Fantôme : Un dispositif de visualisation
stéréoscopique doit présenter à chacun de nos deux yeux
uniquement l'image qui lui est destinée. On parle d'Images-
Fantômes lorsque le dispositif n'est pas parfait et laisse passer
pour un il une partie de l'image destiné à l'autre mil. Ce
phénomène gênant pour l'observateur nuit à la qualité du relief
restitué. Avec un procédé de visualisation comme celui décrit
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dans le présent brevet, les Images-Fantômes prennent la forme de
liserés colorés, de la Teinte d'une ou l'autre des couleurs
utilisées pour les filtres des lunettes, plus ou moins large
selon la quantité de relief des éléments, et plus ou moins flou
selon la netteté des éléments.
Photogrammétrie La photogrammétrie est une
technique de mesure pour laquelle les coordonnées en trois
dimensions des points d'un objet sont déterminées par des mesures
faites sur deux images photographiques (ou plus) prises à partir
de positions différentes. Dans cette technique, les points
homologues sont identifiés sur chaque image. Une ligne de vue (ou
rayon) peut être construite de la position de l'appareil
photographique au point de l'objet. C'est l'intersection de ses
rayons (triangulation) qui détermine la position
tridimensionnelle du point.
Morphing Stéréoscopique : Le morphing stéréoscopique
est une technique que permet la reconstitution de d'importe quel
point de vue intermédiaire entre les deux images d'un couple
stéréoscopique par analyse de la Disparité de chaque pixel.
C) Colorimétrie :
Synthèse Soustractive : La synthèse soustractive est
l'opération consistant à combiner l'effet d'absorption de
plusieurs couleurs afin d'en obtenir une nouvelle. En synthèse
soustractive les couleurs primaires généralement utilisées sont
au nombre de trois : le cyan, le jaune et le magenta. L'addition
de ces trois couleurs donne du noir, l'absence de couleur est le
blanc, l'addition deux à deux de ces couleurs primaires permet
d'obtenir les couleurs secondaires : le cyan et le jaune donnent
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le vert, le cyan et le magenta donnent le bleu, le jaune et le
magenta donnent le rouge. Typiquement une observation à travers
un filtre coloré relève de la synthèse soustractive.
Synthèse Additive : La synthèse additive est
l'opération consistant à combiner la lumière de plusieurs sources
émettrices colorées afin d'obtenir une nouvelle couleur. En
synthèse additive, les couleurs primaires généralement utilisées
sont au nombre de trois : le rouge, le vert et le bleu.
L'addition de ces trois couleurs donne du blanc, l'absence de
couleur donne du noir, l'addition deux à deux de ces couleurs
primaires permet d'obtenir les couleurs secondaires : le rouge et
le vert donnent le jaune, le rouge et le bleu donnent le magenta,
le bleu et le vert donnent le cyan.
Couleurs Complémentaires Deux couleurs
complémentaires sont deux couleurs qui par Synthèse Additive
donnent le blanc et par Synthèse Soustractive s'annule en donnant
le noir. Exemple de couleur complémentaires : le rouge et le
cyan, le magenta et le vert, le bleu et le jaune.
Teinte : Une teinte est la forme pure d'une couleur,
c'est-à-dire sans adjonction de blanc ou de noir qui permettent
d'obtenir ses nuances. Les teintes sont visualisées sur le
pourtour d'une roue chromatique. C'est également l'attribut de la
sensation visuelle qui a suscité des dénominations de couleurs
telles que : bleu, vert, jaune, rouge, pourpre, etc.
Saturation : La saturation est la propriété d'une
couleur qui caractérise l'intensité de sa Teinte spécifique. Elle
est basée sur la pureté de la couleur ; une couleur hautement
Saturée a une couleur vive et intense tandis qu'une couleur moins
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Saturée paraît plus fade et grise. C'est également l'attribut de
la sensation visuelle permettant d'estimer la proportion de
couleur chromatiquement pure contenue dans la sensation totale.
Clarté : Sensation visuelle de la luminosité.
LISTE DES FIGURES ET DESCRIPTION DETAILLEE
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la
description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de
l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif,
et des dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 représente les courbes superposées de
transmission spectrale d'un couple de filtres préférentiels, l'un
de couleur dominante magenta (A), l'autre de couleur dominante
verte (B). (X) représente les longueurs d'ondes en nanomètres et
(Y) la transmission en pourcentage.
La figure 2 représente les courbes superposées de
transmission spectrale d'un couple de filtres préférentiels, l'un
de couleur dominante rouge (C), l'autre de couleur dominante cyan
(D). (X) représente les longueurs d'ondes en nanomètres et (Y) la
transmission en pourcentage.
Les figures 3, 4, 5, 6 représentent, vues de dessus,
des exemples d'observateurs (1000) A, B ou C, muni de lunettes
conformes à l'invention (1001), chacun placé à une Distance
d'Observation DO variable, devant une même Séquence
stéréoscopique d'images uniques conformes à l'invention (1002),
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affichées dans des Largeurs L variables. Le tout constitue un
éventail comparatif de la notion de Distance Relative DR.
La figure 7a représente l'image gauche d'un couple
d'images stéréoscopiques constitué par les figures 7a et 7b.
La figure 7b représente l'image droite d'un couple
d'images stéréoscopiques constitué par les figures 7a et 7b.
La figure 8a représente l'image de la figure 7a après
une filtration colorée de type cyan ou vert.
La figure 8b représente l'image de la figure 7b après
une filtration colorée complémentaire de la filtration utilisée
pour la figure 8a, typiquement rouge ou magenta.
La figure 9 représente la construction et l'affichage
d'une image unique en superposant par Synthèse Additive les
images des figures 8a et 8b.
La figure 10 représente une opération de convergence
ou de collimation appliquée sur le couple d'images
stéréoscopiques des figures 7a et 7b, suivi de la construction
d'une image unique. Dans cet exemple, le cercle au premier plan
est situé au point de convergence des axes optiques.
La figure lia représente une opération de convergence
ou de collimation appliquée sur le couple d'images
stéréoscopiques des figures 7a et 7b, suivi d'une réduction de la
profondeur de champ (avec une force supérieure à celle de la
figure 11C) soit par réglage à la prise de vue soit en
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postproduction en floutant les zones de Disparité, suivi de la
construction et de l'affichage de ladite image unique.
La figure ilb représente une opération de convergence
ou de collimation appliquée sur le couple d'images
stéréoscopiques des figures 7a et 7b, suivi d'une réduction de
Base Stéréoscopique soit par réglage à la prise de vue soit en
postproduction par calcul d'une base virtuelle, suivi de la
construction et de l'affichage de ladite image unique.
La figure llc représente le même enchaînement
d'opérations que la figure llb avec cette différence qu'avant la
construction et l'affichage de l'image unique, la profondeur de
champ a été réduite (avec une force inférieure à celle de la
figure lia) soit par réglage à la prise de vue soit en
postproduction en floutant les zones de Disparité.
Les figures 12a, 12b et 12c représentent le même
enchaînement d'opérations que la figure llc avec cette différence
qu'avant la construction et l'affichage des images uniques 12a,
12b et 12c, le contraste des zones de disparité de luminosité
claire et/ou foncée a été minimisé.
La figure 13 représente les courbes superposées de
transmission spectrale d'un couple de filtres préférentiels,
améliorés par rapport au filtre illustré sur la figure 1, l'un de
couleur dominante magenta (A), l'autre de couleur dominante verte
(B), où (X) représente les longueurs d'ondes en nanomètres et (Y)
la transmission en pourcentage.
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L'invention concerne selon son acception la plus
générale un procédé de visualisation d'une Séquence d'images
produisant une sensation de relief, comportant :
- une étape de production d'une Séquence de couples d'images
stéréoscopiques,
- une étape de construction d'une Séquence d'images uniques
consistant à calculer, à partir de chacun desdits couples
d'images stéréoscopiques, une image de visualisation
superposant par Synthèse Additive la première image à laquelle
est appliquée une filtration chromatique et la deuxième image
à laquelle est appliquée une filtration chromatique
complémentaire de la première filtration,
- une étape d'affichage sur un écran de visualisation, ledit
écran de visualisation étant observé à travers des lunettes
comportant :
^ un premier filtre, fonction des composantes chromatiques de
ladite première filtration chromatique,
^ et un deuxième filtre, fonction des composantes chromatiques
de ladite deuxième filtration chromatique,
l'un au moins des filtres transmet une faible
proportion des composantes chromatiques de l'autre filtre,
ladite Séquence de couples d'images stéréoscopiques
représente une diversité de situations filmées où l'une au moins
des distances entre le système de prise de vues, le sujet de
premier Plan et le Plan le plus éloigné varie,
ladite étape de production et/ou de construction
comprend en outre, pour chacun des couples d'images
stéréoscopiques de ladite Séquence, par réglage et/ou par calcul,
un ajustement local et/ou global, sur au moins un des paramètres
constitués par la Disparité Stéréoscopique, la netteté, le flou
et le contraste lumineux,
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afin de minimiser les effets d'Images-Fantômes en
dessous du seuil de perception de l'observateur équipé desdites
lunettes filtrantes lorsque ledit observateur, regardant ladite
Séquence d'images uniques, est placé à une Distance Relative de
Référence en deçà de laquelle des effets d'Images-Fantômes
apparaissent,
ladite Distance Relative de Référence étant
sensiblement constante pour toute la durée de ladite Séquence,
ledit observateur possédant une bonne acuité
visuelle, sans défaut de colorimétrie.
A) Sélections des filtres colorés
Selon une première variante, l'un des filtres
desdites lunettes est un filtre comprenant une transmission
spectrale à dominante verte et l'autre filtre est un filtre
comprenant une transmission spectrale à dominante magenta.
Selon une seconde variante, l'un des filtres desdites
lunettes est un filtre comprenant une transmission spectrale à
dominante cyan et l'autre filtre est un filtre comprenant une
transmission spectrale à dominante rouge.
Avantageusement, l'un des filtres desdites lunettes
comprend une transmission spectrale dans la zone autour des 620
nm représentant 5% à 18% de la transmission du filtre opposé dans
la même zone.
Avantageusement, l'un des filtres desdites lunettes
comprend une transmission spectrale dans la zone autour des 520
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nm représentant 5% à 18% de la transmission du filtre opposé dans
la même zone.
Avantageusement, chacun des filtres transmet une
faible proportion des composantes chromatiques de l'autre filtre.
Selon un mode de réalisation préféré, la courbe de
transmission spectrale de chacun des filtres desdites lunettes
correspond sensiblement à la figure 1.
Selon une autre variante, la courbe de transmission
spectrale de chacun des filtres desdites lunettes correspond
sensiblement à la figure 2.
Selon une autre variante, améliorée par rapport au
mode de réalisation illustré par la figure 1, la courbe de
transmission spectrale de chacun des filtres desdites lunettes
correspond sensiblement à la figure 13.
L'invention met en uvre des couples de filtres
colorés qui présentent deux contraintes contradictoires entre-
elles .
1. Assurer une sélection chromatique suffisante
pour permettre une Fusion Stéréoscopique des images traitées
selon le procédé.
2. Assurer un rendu des couleurs en vision
stéréoscopique proche de la vision naturelle, tout
particulièrement pour les tons chair et les tons neutres.
On constate de façon inattendue que lorsqu'au moins
un des filtres transmet une petite partie du spectre
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colorimétrique du filtre opposé, la perception colorimétrie
générale de l'observateur s'en trouve améliorée dans des
proportions très supérieures à ce que l'on pouvait supposer.
Cette amélioration varie en fonction des couleurs
utilisées pour les filtres.
L'amélioration est plus importante lorsque le filtre
à dominante verte ou cyan transmet un peu de rouge que lorsque le
filtre à dominante magenta ou rouge transmet un peu de vert. Ce
résultat est encore meilleur lorsque ce principe est appliqué sur
chacun des filtres colorés droit et gauche.
L'amélioration est significative pour le filtre à
dominante verte ou cyan, illustrés sur les figures 1 ou 13,
lorsque sa transmission dans la zone autour des 620 nm représente
5% à 18% de la transmission du filtre opposé dans la même zone.
L'amélioration est significative pour le filtre à
dominante magenta ou rouge, illustré sur la figure 2, lorsque sa
transmission dans la zone autour des 520 nm représente 5% à 18%
de la transmission du filtre opposé dans la même zone.
Les filtres sélectionnés sont, par approximations
successives à l'aide d'images tests, les combinaisons de filtres
qui présentent les meilleurs compromis entre sélection
stéréoscopique et restitution des couleurs.
Pour le filtre à dominante verte (figure 1), les
points importants de la courbe de transmission spectrale sont de
5% à 450 nm, de 23% à 520 nm et de 5% à 620 nm.
Pour le filtre à dominante magenta (figure 1), les
points importants de la courbe de transmission spectrale sont de
40% à 450 nm, de 3% à 520 nm et de 38% à 620 nm
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Pour le filtre à dominante rouge (figure 2) , les
points importants de la courbe de transmission spectrale sont de
12% à 450 nm, de 7% à 520 nm et de 75% à 620 nm.
Pour le filtre à dominante cyan (figure 2) les
points importants de la courbe de transmission spectrale sont de
18% à 450 nm, de 47% à 520 nm et de 2% à 620 nm.
Pour le filtre à dominante verte (figure 13) les
points importants de la courbe de transmission spectrale sont de
10% à 450 nm, de 35% à 520 nm et de 10% à 600 nm.
Pour le filtre à dominante magenta (figure 13) , les
points importants de la courbe de transmission spectrale sont de
52% à 450 nm, de 7% à 520 nm et de 78% à 620 nm.
Avantageusement, on préférera les couples de filtres
à dominante magenta et verte qui donnent de meilleurs résultats
que les couples de filtres a dominante cyan et rouge. Ils
respectent mieux les couleurs notamment dans les tons chairs et
dans les tons bleus. Leur répartition spectrale plus équilibrée
fatigue moins le système visuel de l'observateur lors d'une
utilisation prolongée.
La fabrication de tels filtres peut être obtenue par
exemple par la technique dite de dépôts en couches minces .
Elle peut également être obtenue avec des filtres
souples, transparents, colorés chimiquement. On trouve de tels
filtres notamment sous les marques LEE-FILTERS ou ROSCO.
Par exemple :
- Pour le filtre à dominante magenta (figure 1):
Superposition d'un filtre de référence 4790 (ROSCO) et d'un
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filtre de référence 4715 (ROSCO).
- Pour le filtre à dominante verte (figure 1)
superposition de deux filtres identiques de référence 243 (LEE-
FILTER), d'un filtre de référence 245 (LEE-FILTERS), d'un filtre
de référence 159 (LEE-FILTERS) et d'un filtre de référence 298
(LEE-FILTERS).
- Pour le filtre à dominante rouge (figure 2):
référence 148 (LEE-FILTERS).
- Pour le filtre à dominante cyan (figure 2):
superposition de quatre filtres identiques de référence 730
(LEE-FILTERS).
- Pour le filtre à dominante magenta (figure 13) : le
filtre de référence 328 (LEE-FILTERS).
- Pour le filtre à dominante verte (figure 13)
superposition des trois filtres de référence 243 (LEE-FILTERS)
242 (LEE-FILTERS) et 223 (LEE-FILTERS).
B) Corrections colorimétriques
Création et application d'une table de correction
colorimétriques.
Au cours de diverses tentatives de mise au point d'un
couple de filtres colorés idéal, il fut mis en évidence qu'il
serait difficile d'atteindre par simple sélection ou addition de
filtres colorés, un couple de filtres amélioré permettant
d'obtenir un rendu colorimétrique comparable avec et sans
lunettes.
Pour atteindre cet objectif, une correction
colorimétrique non-linéaire est mise en o?uvre en deux étapes
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- On craie une table de conversion colorimétrique
(LUT : Look Up Table) en sélectionnant un échantillon
représentatif de couleurs parmi les couleurs possibles,
comprenant notamment des niveaux de gris et des tons chair,
et en associant à chacune d'elles la couleur corrigée,
observée à travers les lunettes, qui s'en rapproche le plus.
Ces valeurs serviront ensuite de base pour extrapoler les
corrections à l'ensemble des couleurs possibles. Il est à
noter qu'à chaque fois que l'opérateur en charge de ces
corrections colorimétriques chausse ou déchausse les lunettes
celui-ci devra attendre plusieurs dizaines de secondes avant
de retrouver une vision stable des couleurs. Cette phase sera
donc avantageusement confiée à un opérateur expérimenté dans
le domaine de la couleur comme un étalonneur coloriste qui
saura mémoriser la sensation de la couleur recherchée.
- La table de conversion colorimétrique ainsi
obtenue sera ensuite appliquée à toutes les images des
couples stéréoscopiques de la Séquence avant la construction
desdites images uniques.
Selon un mode de mise en uvre, ladite étape de
production et/ou de construction comporte en outre une correction
colorimétrique non linéaire afin de retrouver après la
construction de ladite Séquence d'images uniques, avec lesdites
lunettes, une perception des couleurs aussi proche que possible
de celles visibles, sans lesdites lunettes, sur la version en
deux dimensions des images d'origines.
D'autres problèmes colorimétriques peuvent cependant
apparaître après la première correction colorimétrique visant à
retrouver les couleurs originelles de l' uvre. En effet certaines
couleurs Saturées, en particulier le rouge, l'orangé vif, le rose
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vif, même si elles sont parfaitement reconnaissables, peuvent
apparaîtrent à certain moment comme inconfortable à regarder. On
appelle ce phénomène la rivalité de contraste chromatique
binoculaire . Celui-ci intervient, pour un observateur équipé de
lunettes conforme à l'invention, lorsqu'une couleur Saturée ou un
ensemble de point de nuances de couleurs Saturées, noté Cl,
paraissent nettement plus clair pour un il que pour l'autre.
Pour résoudre ce problème il convient de modifier Cl
soit globalement, soit localement. Cette opération est effectuée
sur les deux images du couple stéréoscopique avant la
construction de ladite image unique. Les modifications apportées
dépendront autant de choix artistiques que techniques.
En conséquence l'opérateur agit de la façon suivante:
- il diminue la Saturation de Cl jusqu'à ce que la
rivalité soit acceptable.
- et/ou il déplace la teinte de Cl vers une autre
teinte moins gênante.
- et/ou il modifie la luminosité de Cl jusqu'à ce que
ladite rivalité soit acceptable.
- et/ou il modifie les couleurs dans le voisinage
immédiat de C1 afin de rendre Cl plus supportable, ceci notamment
dans le cas où C1 doit être préservé pour raison artistique.
Par exemple un système d'étalonnage couleur tel que
le Lustre (nom commerciale) de la société Discreet ou le
Baselight (nom commerciale) de la société Filmlight permettent
d'effectuer simplement ces opérations.
Selon un autre mode de mise en ceuvre, ladite étape de
production et/ou de construction comporte en outre une correction
colorimétrique de certaines couleurs visant à diminuer leur
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Saturation et/ou modifier leur Teinte et/ou modifier leur
luminosité afin de les rendre plus confortable à regarder après
la construction de ladite Séquence d'images uniques avec lesdites
lunettes.
C) Distance Relative de Référence
Le choix d'un couple de filtres colorés conforme à
l'invention permet certes une amélioration de la colorimétrie
mais en contrepartie il engendre la présence d'Images-Fantômes
préjudiciables à la sensation de relief recherchée. La solution
mise en uvre dans cette invention pour contourner ce problème a
été de développer un nouveau processus : l'étalonnage anti-
fantôme.
Celui-ci consiste à paramétrer de façon particulière
les réglages de mise en scène du relief lors des Prises de Vues
stéréoscopiques et/ou à agir en postproduction par des
traitements d'images.
On appelle Distance Relative DR, le rapport entre une
Distance d'Observation DO et la Largeur L de l'image affichée sur
l'écran de visualisation
DR = DO / L
Par exemple une Distance Relative de 1 signifie que
l'observateur est situé à 1 fois la largeur de l'image (voir
figure 3).
On appelle Distance Relative de Référence, la
Distance Relative choisie lors dudit étalonnage.
Quelles que soient les situations filmées où l'une au
moins des distances entre le système caméra, le sujet de premier
Plan, et le Plan le plus éloigné varie, au cours de ladite
Séquence, l'étalonnage anti-fantôme minimise, sur l'image unique,
les effets d'Image-Fantôme en dessous du seuil de perception de
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l'observateur (le spectateur), muni desdites lunettes filtrantes,
situé à la Distance Relative de Référence.
La conséquence de cet étalonnage anti-fantôme est une
épaisseur de relief amoindrie accompagnée d'une latitude de
distance d'observation (compatible avec une sensation de relief
sans effet d'Image-Fantôme) plus restreinte en comparaison avec
d'autres procédés de diffusion stéréoscopique tel qu'avec par
exemple les lunettes anaglyphe classiques, les lunettes à
polarisation ou les lunettes à obturation électronique.
Pour un étalonnage anti-fantôme réalisé à une
Distance Relative de Référence, l'observateur percevra des effets
d'Images-Fantômes s'il se place à une Distance Relative
inférieure à la Distance Relative de Référence. Par exemple, si
la Distance Relative de Référence choisie est de 1, les
observateurs A de la figure 4, C de la figure 5 et B de la figure
6, positionnés à une Distance Relative trop faible, distinguerons
des effets d'Images-Fantômes tout au long de la Séquence. En
revanche, l'observateur pourra regarder la Séquence sans
percevoir d'Image-Fantôme s'il se place à une Distance Relative
supérieure à la Distance Relative de Référence. Par exemple, si
la Distance Relative de Référence choisie est de 1 , les
observateurs A, B et C de la f igure 3, B et C de la f igure 4, A
et B de la figure 5 et A de la figure 6 sont tous positionnés à
une Distance Relative leur permettant une agréable sensation de
relief sans effet d'Image-Fantôme tout au long de la Séquence.
Cependant, pour une taille d'écran identique, la sensation de
relief disparaîtra si l'observateur se place à une Distance
Relative très supérieure à la Distance Relative de Référence, par
exemple 10 fois la Distance Relative de Référence. Enfin pour un
même étalonnage anti-fantôme observé à une même Distance Relative
de Référence, la sensation de relief paraîtra plus importante sur
un grand écran que sur un écran plus petit. En effet, l'Ecart
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Inter Pupillaire du spectateur reste constant alors que la taille
de l'écran et donc les Disparités affichées, changent d'échelle.
Par exemple dans la figure 3, l'observateur C percevra une
sensation de relief plus spectaculaire que les spectateurs A et
B. Toutes ces contraintes sont à prendre en compte lors du choix
d'une Distance Relative de Référence avant un étalonnage anti-
fantôme.
Il existe en théorie un étalonnage anti-fantôme
différent pour chaque Distance Relative possible. Cependant, par
exemple, lorsqu'au cinéma, des spectateurs placés à des rangées
de fauteuils différentes, regardent un même écran, il faudra
choisir une et une seule Distance Relative de Référence,
satisfaisante pour tous les spectateurs. Celle-ci serra utilisée
pour l'étalonnage anti-fantôme de toute la Séquence. La première
rangée de spectateur devra alors être placée de préférence à la
Distance Relative de Référence. Afin d'améliorer la sensation de
relief pour l'ensemble des spectateurs, on pourra choisir lors de
l'étalonnage anti-fantôme une Distance Relative de Référence
correspondant non pas à la première rangée de fauteuil, mais à
quelques rangées plus loin de l'écran. Dans ce cas, il est
préférable que les spectateurs n'occupent pas les premières
rangées de fauteuils situées en dessous de la Distance Relative
de Référence.
Pour les salles de cinéma immersives, par exemple les
salles IMAX (nom de marque), dont la Distance Relative des
premières rangées de fauteuils est inférieur à celle des salles
classiques de type 35 mm, il est souhaitable de réaliser un
étalonnage anti-fantôme différent pour ces deux profil de salles.
La Distance Relative de Référence choisie lors dudit étalonnage
sera de façon préférentielle comprise entre 0,4 et 0,6 pour
lesdites salles immersives, et comprise entre 0,8 et 1,2 pour
lesdites salles classiques.
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Pour la diffusion d'une Séquence sur un support DVD
ou par VoD (Video on Demand), les conditions d'observation
potentielles sont très variées, à la fois au niveau des tailles
d'écran et des distances d'observation. Il est donc également
envisageable de réaliser plusieurs étalonnages anti-fantôme avec
des Distances Relatives de Référence différentes afin de couvrir
une variété de situations d'observation possibles. Le spectateur
pourra ainsi choisir entre ces différentes versions celle qui se
rapproche le plus de ses conditions d'observations personnelles.
Par exemple, on pourra proposer trois versions différentes d'un
même film avec des Distances Relatives de Référence de 3, 5 et 7
pour une exploitation en définition vidéo standard (PAL, SECAM,
NTSC) et de 1,5 , 3 et 5 pour une exploitation en Haute
Définition (1920 x 1080 pixels).
Dans tous les cas, la Distance Relative de Référence
qui sera choisie avant le début d'un étalonnage anti-fantôme
restera fixe pour toute la durée de la Séquence.
L'opérateur en charge d'un étalonnage anti-fantôme se
positionnera devant un écran de contrôle à la Distance Relative
de Référence choisie. Pour juger correctement de la présence ou
non d'effets d'Images-Fantômes visibles, l'écran utilisé lors
dudit étalonnage sera d'un rapport de contraste et d'une
résolution comparable à l'écran utilisé par le spectateur final.
De même lesdites lunettes filtrantes utilisées lors dudit
étalonnage auront de façon préférentielle une transmission
spectrale identique aux lunettes utilisées par le spectateur
final. Dans le cas contraire, il peut y avoir une variation entre
la Distance Relative de Référence choisie lors dudit étalonnage
et la Distance Relative de Référence effective pour le spectateur
final. Dans ce cas, le spectateur percevant la présence d'Images-
Fantomes, pourra de lui-même ajuster son positionnement par
rapport à son écran pour trouver sa Distance Relative de
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Référence, fonction de son écran et/ou de ses lunettes, à partir
de laquelle les effets d'Images-Fantômes disparaissent. Pour
juger correctement de la sensation de relief, l'écran de contrôle
sera dans la mesure du possible de taille approchant la taille de
l'écran utilisé par le spectateur final (ce paramètre n'est pas
important pour juger des effets d'Images-Fantomes).
D) Étalonnage anti-fantôme à la Prise de Vues
Dans le cas où l'étalonnage anti-fantôme est effectué
en même temps que les Prises de Vues des Séquences de couples
d'images stéréoscopiques.
Notamment :
- Lors de Prises de Vues stéréoscopiques en
images réelles avec un système caméra enregistrant au moins
deux points de vue différents, tel que par exemple : système
caméra à 2 capteurs distincts, caméra mono capteur avec une
séparation binoculaire mono-objectif ou bi-objectif.
- Lors de Prises de Vues stéréoscopiques en
images de synthèse. (par exemple dans un jeu vidéo ou dans un
film d'animation)
Suivant les possibilités, l'étalonnage anti-fantôme
pourra être effectué simultanément ou avant les traitements
colorimétriques décrits précédemment. Il est cependant préférable
de traiter les effets d'Images-Fantômes sur des images de
couleurs déjà corrigées.
Il s'agit ici pour l'opérateur en charge de
l'étalonnage anti-fantôme de jouer sur les réglages du système
caméra stéréoscopique afin de minimiser en dessous du seuil de
perception les Images-Fantômes qui pourraient apparaître à un
observateur quelconque placé à une Distance Relative de Référence
par rapport à un écran de visualisation.
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Ledit opérateur, possédant une acuité visuelle
normale sans défaut de colorimétrie, équipé dédites lunettes,
placé à la Distance Relative de Référence choisie de son écran de
contrôle, regarde ladite image unique qui est construite en temps
réel à partir des images droites et gauches captées par le
système caméra. Il agit simultanément ou par approximation
successive sur les réglages suivants numérotés de 1 à 3
1) Réglage de la Convergence :
Ledit opérateur, constatant que des effets d'Images-
Fantômes sont visibles, agit alors sur le réglage de la
Convergence afin d'annuler, sur l'image unique, la Disparité au
niveau du Point d'Attention Maximum de la scène filmée. Sur ce
Point d'Attention Maximum, la sensation d'Image-Fantôme disparaît
alors qu'elle est encore présente ailleurs dans l'image unique
(figure 10). De préférence, ladite étape de production comprend
en outre un réglage de Convergence afin d'annuler les Disparités
Stéréoscopiques au niveau du Point d'Attention Maximum. Après ce
premier réglage, l'opérateur pourra soit agir sur le réglage de
la Base Stéréoscopique, soit sur le réglage de la profondeur de
champ, soit sur les deux par approximation successive soit sur
les deux simultanément. La détermination du Point d'Attention
Maximum pourra être grandement facilité par une technique
quelconque de suivi du regard, aussi appelé suivi oculaire, sur
un ou plusieurs observateurs témoins. Ce suivi du regard pourra
être réalisé sur un seul o?il ou sur les deux yeux de
l'observateur, dans ce cas on connaîtra la position du Point
d'Attention Maximum sur chacune des deux images du couple
stéréoscopique. Dans le cas où le Point d'Attention Maximum est
déterminé manuellement sur une seule image dudit couple
stéréoscopique ou par suivi du regard sur un seul oeil, un calcul
par photogrammétrie, de préférence en temps réel, pourra
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avantageusement déterminer le point homologue dudit Point
d'Attention Maximum dans l'autre image dudit couple. Une fois le
Point d'Attention Maximum repéré sur chacune des deux images du
couple stéréoscopique, la Convergence pourra être réalisée de
façon automatique. Avantageusement, on procède à une mesure par
suivi du regard sur au moins un observateur afin de déterminer le
Point d'Attention Maximum.
2) Réglage de la Base Stéréoscopique
L'opérateur diminue le réglage de la Base
Stéréoscopique afin de minimiser les effets d'Images-Fantômes
encore présents (figure ilb). Il pourra soit minimiser l'effet
d'images fantôme en dessous de son seuil de perception, auquel
cas, les réglages seront terminés pour cette image unique, soit
laisser un peu d'images fantôme et les corriger ensuite en
diminuant la profondeur de champ. L'opérateur et/ou une procédure
automatique agiront de sorte que la distance entre le système
caméra et le point de Convergence des axes optiques ne varie pas
lorsque la Base Stéréoscopique est modifiée. Selon un mode de
mise en uvre, ladite étape de production comprend en outre le
réglage de la Base Stéréoscopique afin de minimiser, dans les
zones de netteté, la Disparité Stéréoscopique Maximale. Selon une
autre variante de mise en o=uvre, ladite étape de production
comprend en outre le réglage de la Base Stéréoscopique afin de
minimiser, dans les zones de netteté, les Disparités
Stéréoscopiques en dessous d'une valeur de :
- 6/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est inférieure à 1300 pixels.
- 4/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est supérieure à 1299 pixels et/ou
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pour les Séquences d'images de type projection
cinématographique en 35mm ou 70mm.
L'opérateur pourra, soit diminuer la Base Stéréoscopique jusqu'à
minimiser l'effet d'images fantôme en dessous de son seuil de
perception auquel cas les réglages seront terminés pour ladite
image unique, soit laisser un peu d'Images-Fantômes, au profit
d'une Base Stéréoscopique offrant une sensation de relief
supérieure, et les minimiser ensuite en utilisant le réglage n 3
3) Réglage de la profondeur de champ:
L'opérateur règle la mise au point des objectifs de
Prises de Vue sur le Point d'Attention Maximum et joue sur le
réglage des diaphragmes synchronisés des objectifs afin de
diminuer la profondeur de champ dans l'image unique (figure lia
et llc). Le réglage de l'exposition étant déterminé par un
compromis entre, le réglage des diaphragmes, la sélection de la
sensibilité du capteur ou de la pellicule et l'utilisation de
filtre(s) abaisseur de luminosité. En images de synthèses ou dans
les jeux vidéo, le réglage de la profondeur de champ est souvent
issu de calculs qui simulent au plus proche le résultat qui
serait obtenu avec le diaphragme d'un objectif réel. Cette
diminution de la profondeur de champs augmente le flou dans les
parties de l'image unique où les Images-Fantômes sont visibles et
diminue ainsi leur perception. L'opérateur pourra, soit minimiser
l'effet d'images fantôme en dessous de son seuil de perception
auquel cas les réglages seront terminés pour cette image unique,
soit laisser un peu d'Images-Fantômes et les corriger ensuite en
diminuant la Base Stéréoscopique. Avantageusement, ladite étape
de production comprend en outre un réglage de la profondeur de
champ afin de rendre flou les zones de Disparité Stéréoscopiques
supérieures à une valeur seuil. Selon une autre variante de mise
en uvre, ladite étape de production comprend en outre un réglage
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de la profondeur de champ afin de rendre flou les zones de
Disparité Stéréoscopiques supérieure à une valeur de plus de
- 6/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est inférieure à 1300 pixels.
- 4/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est supérieure à 1299 pixels et/ou
pour les Séquences d'images de type projection
cinématographique en 35mm ou 70mm.
Les réglages apportés dépendront autant de choix
artistiques que techniques.
E) Étalonnage anti-fantôme après la prise de vues
Dans le cas où l'étalonnage anti-fantôme est effectué
après la production de la Séquence de couples d'images
stéréoscopiques on procède de la manière suivante.
Suivant les possibilités, l'étalonnage anti-fantôme
pourra être effectué avant, après, ou pendant les traitements
colorimétriques décrits précédemment. Il est cependant préférable
de traiter les effets d'images fantôme sur des images de couleurs
déjà corrigées.
Ledit opérateur, possédant une acuité visuelle
normale sans défaut de colorimétrie, équipé dédites lunettes,
placé à la Distance Relative de Référence choisie de son écran de
contrôle, regarde ladite image unique qui est construite en temps
réel à partir des images droite et gauche des couples d'images
stéréoscopiques. Afin de minimiser les effets d'Images-Fantômes
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en dessous du seuil de perception il procède selon les étapes
suivantes numérotées de 1 à 5:
1) Réglage de la Collimation
Ledit opérateur, constatant que des effets d'Images-
Fantômes sont visibles, règle alors la Collimation afin
d'annuler, sur l'image unique, la Disparité du Point d'Attention
Maximum de la scène filmée. Sur ce Point d'Attention Maximum, la
sensation d'Image-Fantôme disparaît alors qu'elle est encore
présente ailleurs dans l'image unique (figure 10). De préférence,
ladite étape de production et/ou de construction comprend en
outre une opération de Collimation, localement et/ou globalement,
afin d'annuler les Disparités Stéréoscopiques au niveau du Point
d'Attention Maximum. La détermination du Point d'Attention
Maximum nécessaire au réglage de la collimation pourra être
grandement facilité par une technique quelconque de suivi du
regard, aussi appelé suivi oculaire, sur un ou plusieurs
observateurs témoins. Ce suivi du regard pourra être réalisé sur
un seul il ou sur les deux yeux de l'observateur, dans ce cas on
connaîtra la position du Point d'Attention Maximum sur chacune
des deux images du couple stéréoscopique. Dans le cas où le Point
d'Attention Maximum est déterminé manuellement sur une seule
image dudit couple stéréoscopique ou par suivi du regard sur un
seul oeil, un calcul par photogrammétrie, de préférence en temps
réel, pourra avantageusement déterminer le point homologue dudit
Point d'Attention Maximum dans l'autre image dudit couple. Une
fois le Point d'Attention Maximum repéré sur chacune des deux
images du couple stéréoscopique, la Collimation pourra être
réalisée de façon automatique. Avantageusement, on procède à une
mesure par suivi du regard sur au moins un observateur afin de
déterminer le Point d'Attention Maximum.
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2) Calcul des coordonnées Z
Les réglages n 3, 4 et 5 supposent de disposer de la
coordonnée Z de chaque pixel de chaque image des couples
stéréoscopiques. Z correspond à la Disparité Stéréoscopique
horizontale exprimée, en général, en fraction de pixels. Z peut
être négatif ou positif. Z est négatif lorsque le pixel est perçu
en profondeur derrière le Plan de l'écran ou positif lorsque le
pixel est perçu en jaillissement devant le Plan de l'écran. Dans
le cas où la coordonnée Z de certains pixels ne peut être obtenue
(par exemple dans une zone ou un détail n'est visible que sur une
seule des deux images d'un couple stéréoscopique par exemple), on
pourra l'évaluer par toute autre procédé connu, manuellement ou
par calcul (par exemple, par extrapolation de la valeur Z d'une
zone d'image voisine de luminosité, couleur, texture, netteté
approchante, par analyse d'ombrage ou par analyse temporelle de
la suite d'images). Des logiciels comme Retimer (nom commercial)
de la société RealViz ou Twixtor (nom commercial) de la société
Re-vision permettent de retrouver de façon acceptable cette
information Z. Dans le cas de films en images de synthèse, Z
pourra être obtenu directement par le logiciel d'animation, de
modelage ou de rendu. Après cette étape l'opérateur pourra agir
sur les trois réglages suivants (n 3, n 4, n 5), soit par
approximation successive soit simultanément.
3) Réglage virtuel de la Base Stéréoscopique
On diminue virtuellement le réglage de la Base
Stéréoscopique afin de minimiser les effets d'Images-Fantômes
encore présents (figure llb). Pour se faire, soit on conservera
une des deux images du couple stéréoscopique et on calculera la
seconde avec une Base Stéréoscopique inférieure à celle
d'origine, soit on calculera deux nouvelles images qui
correspondront à une Base Stéréoscopique inférieure à celle
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d'origine. Par exemple, si on souhaite modifier la Base
Stéréoscopique d'Origine (BSO) et calculer une nouvelle Base
Stéréoscopique Virtuelle (BSV) en conservant l'image droite, on
calculera l'image gauche virtuelle en procédant suivant les
étapes ci-après (on note F le rapport entre BSV et BVO soit: F
BSV/BSO ) :
- On calcule une image intermédiaire (A) en lui affectant les
pixels de l'image droite déplacés individuellement et
horizontalement de IZ/Fl pixel(s) vers la droite si Z est
positif ou vers la gauche si Z est négatif. L'image (A)
ainsi créée contient des pixels non mis à jour. On affecte
à la couche alpha de ceux-ci une valeur nulle
(correspondant à une transparence totale) tandis qu'on
affecte la valeur 1 (correspondant à une opacité totale) à
tous les autres pixels.
- On calcule une image intermédiaire (B) en lui affectant les
pixels de l'image gauche déplacés individuellement et
horizontalement de IZ/(l-F)) pixels vers la gauche si Z est
positif ou vers la droite si Z est négatif. L'image (B)
ainsi créée contient des pixels non mis à jour. On affecte
à la couche alpha à ceux-ci une valeur nulle (correspondant
à une transparence totale) tandis qu'on affecte la valeur F
à tous les autres pixels.
- L'image gauche virtuelle correspond à la superposition par
transparence des deux images (A) et (B).
Selon un mode de mise en ceuvre, ladite étape de production et/ou
de construction comprend en outre le calcul, à partir de couples
d'images stéréoscopiques, de nouveaux couples d'images
correspondant à une Base Stéréoscopique inférieure à la Base
Stéréoscopique originelle. Avantageusement, l'une des images d'un
nouveau couple est l'une des images du couple originel. Selon une
autre variante de mise en uvre, ladite étape de production
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et/ou de construction comprend en outre le calcul, à partir de
couples d'images stéréoscopiques, de nouveaux couples d'images
dont la Disparité Stéréoscopique Maximale est inférieure à la
Disparité Stéréoscopique Maximale du couple d'origine.
Avantageusement, l'une des images d'un nouveau couple est l'une
des images du couple originel. Selon une autre variante de mise
en o?uvre, ladite étape de production et/ou de construction
comprend en outre un traitement des images consistant à réduire
les Disparités Stéréoscopiques afin d'obtenir dans les zones de
netteté, des Disparités Stéréoscopiques inférieures à une valeur
de
6/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est inférieure à 1300 pixels.
- 4/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est supérieure à 1299 pixels et/ou
pour les Séquences d'images de type projection
cinématographique en 35mm ou 70mm.
Avantageusement, l'une des images d'un nouveau couple est l'une
des images du couple originel. Selon un autre mode de mise en
oeuvre, les images du couple originel sont des images de
synthèse.
Dans le cas particulier d'une Séquence d'images en
deux dimensions mise en relief (conversion 2D - 3D) en
postproduction, la coordonnée Z de chaque pixel est créée ou
obtenue par tout procédé connu, manuellement et/ou par calcul
(par exemple, par analyse temporelle du déplacement des pixels si
la camera s'est déplacée ou/et par segmentation de l'image suivie
d'une analyse de l'ombrage, de la netteté, de la luminosité des
segments). Puis on calcule la seconde image du couple
stéréoscopique en effectuant pour chaque pixel de l'image de
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départ, un déplacement horizontal fonction de Z et de la Base
Stéréoscopique souhaitée. On remplit ensuite les zones de pixels
non mis à jour de la nouvelle image par tout procédé connu,
manuellement et/ou par calcul (par exemple, par duplication de
zone voisine, par réinterpretation de zone voisine (inpainting),
par recherche temporelle de la zone à remplir). Selon un mode de
mise en uvre, ladite étape de production, consiste en outre à
convertir une séquence d'images en deux dimensions en couples
d'images stéréoscopiques par une opération de mise en relief.
Avantageusement, la Disparité Stéréoscopique Maximale desdits
couples, dans les zones de netteté, est inférieur à une valeur
de
- 6/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est inférieure à 1300 pixels.
4/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est supérieure à 1299 pixels et/ou
pour les Séquences d'images de type projection
cinématographique en 35mm ou 70mm.
Selon une autre mode de mise uvre, on calcule la seconde image
du couple stéréoscopique en effectuant pour certains éléments de
l'image, un déplacement horizontal en fonction de Bases
Stéréoscopiques différentes entre elles. L'opérateur pourra, soit
diminuer la Base Stéréoscopique jusqu'à minimiser l'effet
d'images fantôme en dessous de son seuil de perception auquel cas
les réglages seront terminés pour ladite image unique, soit
laisser un peu d'Images-Fantômes, au profit d'une Base
Stéréoscopique offrant une sensation de relief supérieure, et les
minimiser ensuite en utilisant les réglages n 4 ou n 5.
4) Réglage du flou:
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Par une procédure logicielle, l'opérateur ajoute du
flou en accord avec la direction artistique, sur les images
gauche et droite, dans les parties où sont visibles des effets
d'Images Fantômes (figure lla et llc). Le flou est appliqué en
fonction des coordonnées Z de chaque pixel, généralement avec une
force proportionnelle à la valeur absolue de Z, simulant
avantageusement une faible profondeur de champ, et/ou le flou est
appliqué sur une ou plusieurs zones sélectionnées manuellement.
Il existe différentes techniques connues et facilement adaptable
pour générer un flou logiciel, par exemple le flou gaussien ou le
flou bicubique. Selon un mode de mise en o?uvre, ladite étape de
production et/ou de construction comprend en outre un traitement
local des images consistant à flouter les zones de Disparité
Stéréoscopiques. Avantageusement, la puissance du flou augmente
avec la Disparité Stéréoscopique. Selon un autre mode de mise en
uvre, ladite étape de production et/ou de construction comprend
en outre un traitement local des images consistant à flouter les
zones de Disparité Stéréoscopiques supérieures à une valeur
seuil. Avantageusement, Ladite valeur seuil est inférieure à
6/1000 de la largeur des images, pour les Séquences d'images dont
la résolution horizontale avant mise à grandeur et affichage est
inférieure à 1300 pixels. Avantageusement, ladite valeur seuil
est inférieure à 4/1000 de la largeur des images, pour les
Séquences d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est supérieure à 1299 pixels et/ou pour les
Séquences d'images de type projection cinématographique en 35mm
ou 70mm. Avantageusement, la puissance du flou augmente avec la
Disparité Stéréoscopique. L'opérateur pourra, soit minimiser
l'effet d'images fantôme en dessous de son seuil de perception
auquel cas les réglages seront terminés pour ladite image unique,
soit laisser un peu d'Images-Fantômes et les corriger ensuite
avec les réglages n 3 ou n 5.
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5) Abaissement du contraste lumineux
L'opérateur diminue le contraste Lumineux (c'est-à-
dire l'écart entre les points les plus clairs et les points les
plus foncé), sur les images gauche et droite avant la
construction de ladite image unique, dans les parties où la
Disparité Stéréoscopique provoque des Images Fantômes. Pour
délimiter les zones où il convient d'agir, il peut utiliser les
coordonnées Z et/ou sélectionner manuellement une ou plusieurs
zones. En accord avec la direction artistique la diminution du
contraste peut se faire en fonçant les pixels clairs et/ou en
éclaircissant les pixels foncés. Avantageusement, il modulera le
contraste lumineux d'une façon non linéaire en ajustant
précisément la courbe de transfert de luminosité de l'image. Par
exemple sur la figure 12a on peut voir les effets d'une
correction de contraste lumineux par assombrissement des zones
claires et éloignées ; sur la figure 12c, la correction de
contraste lumineux est appliquée par éclaircissement des zones
foncées et éloignées ; sur la figure 12b, la correction de
contraste est un compromis entre les réglages des figures 12a et
12c. Cette diminution de contraste lumineux gagnera en
crédibilité si elle peut être assimilée à de la diffusion
atmosphérique ce qui implique de paramétrer sa puissance en
fonction des coordonnées Z. Selon un mode de mise en ceuvre,
ladite étape de production et/ou de construction comprend en
outre un traitement local des images consistant à modifier le
contraste lumineux dans les zones de Disparité Stéréoscopique
supérieures à une valeur seuil. Avantageusement, la puissance de
la modification du contraste augmente avec la Disparité.
Avantageusement, ladite valeur seuil est inférieure à
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- 6/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est inférieure à 1300 pixels.
- 4/1000 de la largeur des images, pour les Séquences
d'images dont la résolution horizontale avant mise à
grandeur et affichage est supérieure à 1299 pixels et/ou
pour les Séquences d'images de type projection
cinématographique en 35mm ou 70mm.
Avantageusement, la puissance de la modification du contraste
augmente avec la Disparité. L'opérateur pourra, soit minimiser
l'effet d'images fantôme en dessous de son seuil de perception
auquel cas les réglages seront terminés pour ladite image unique,
soit laisser un peu d'Images-Fantômes et les corriger ensuite
avec les réglages n 3 ou n 4.
Les différents réglages n 1, 3, 4, 5, pourront être
modifiés pour chaque couple d'images de la Séquence à chaque fois
que cela sera nécessaire pour conserver cette minimisation de la
perception de l'effet d'Image-Fantôme à une Distance Relative de
Référence choisie.
Afin de ne pas avoir à paramétrer manuellement tous
les réglages nécessaires pour chaque image, l'opérateur utilisera
pour chaque Plan de la Séquence, la capacité qu'offre les
logiciels de traitement vidéo d'interpoler les réglages entre
deux points clés de référence qu'il aura lui-même paramétré.
Les réglages apportés dépendront autant de choix
artistiques que techniques.
F) Etalonnage anti-fantôme automatisé
Il n'est pas toujours possible pour l'opérateur
d'effectuer un étalonnage anti-fantôme sur une séquence d'image.
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C'est le cas par exemple dans un jeu vidéo ou lors du tournage
d'une retransmission sportive en direct où les conditions de
prise de vues changent trop rapidement. Dans ces cas, on pourra
avantageusement fixer des règles de conduite sous forme de
procédures logicielles visant à simuler au mieux les décisions
d'un opérateur.
A titre indicatif, voici une procédure de réglages
stéréoscopiques automatisés conforme à l'invention. Celle-ci est
applicable aussi bien dans le domaine du jeux vidéo que du film
d'animation ou du tournage d'images réelles. L'objectif est de
calculer automatiquement la Base Stéréoscopique afin de borner
la Disparité Stéréoscopique par une valeur maximale Dn, pour les
zones de pixels (nets) qui ne seront pas floutés et par une
valeur maximale Df pour les zones de pixels qui seront floutés.
Df et Dn sont des valeurs relatives, mesurées en fraction de la
largeur d'image. Elles auront préalablement été déterminées par
le réalisateur ou l'opérateur en fonction d'une Distance Relative
de Référence souhaitée et de la puissance du flou qui sera
appliqué. Précisons que si le flou n'est pas utilisé dans les
réglages, Df est équivalent à Dn, et que dans le cas contraire Df
est supérieur à Dn. On connaît également la distance dl séparant
le point de convergence des axes optiques (ou son équivalent par
collimation) du système de prise de vues, ledit point de
convergence ayant été préalablement déterminé soit par le
réalisateur/opérateur (en fonction du Point d'Attention Maximum)
soit par l'opération déjà décrite de suivi du regard d'un ou
plusieurs observateurs (en fonction du Point d'Attention
Maximum). On connaît enfin l'angle de champs horizontal 13 des
objectifs du système de prise de vues. Les étapes suivantes
décrivent l'ensemble de la procédure:
- Une procédure logicielle détermine la distance
d2 séparant le plan le plus éloigné de la scène filmée et le
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système de prise de vues. Dans le cas d'une prise de vue
réelle on déterminera préalablement la profondeur de chaque
pixel en fonction de leur disparité calculée par
photogrammétrie numérique.
- Une procédure logicielle détermine la distance
d3 séparant le plan le plus proche de la scène f ilmée et le
système prise de vues. Dans le cas d'une prise de vue réelle
on déterminera préalablement la profondeur de chaque pixel en
fonction de leur disparité calculée par photogrammétrie
numérique.
- On calcule la Base Stéréoscopique BSi
nécessaire au calcul ou à la captation d'un couple d'images
stéréoscopiques dont la disparité maximale des pixels se
trouvant en profondeur équivaut à Df pixels :
BS1 = (2.tg(13/2).Df.dl.d2) / (d2-dl)
- On calcule la Base Stéréoscopique BS2
nécessaire au calcul ou à la captation d'un couple d'images
stéréoscopiques dont la disparité maximale des pixels se
trouvant en jaillissement équivaut à Df pixels
BS2 = (2.tg(13/2) .Df.d3.dl) / (dl-d3)
- Un couple d'images stéréoscopiques est calculé
ou capté en fonction, d'une base stéréoscopique correspondant
à la plus faible valeur parmi. BS1 et BS2. Le point de
convergence (ou son équivalent par collimation) sera la
distance dl (ou son équivalent en Disparité).
- Les pixels de Disparité Stéréoscopique
supérieure à Dn seront floutés dans chacune des images du
couple stéréoscopique avec une force, fonction de leur
éloignement de Dn.
- L'image unique est construite et affichée.
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- L'ensemble de ces étapes est de nouveau mise en
uvre pour l'affichage de l'image suivante.
Il est à noter que certains jeux vidéo peuvent
s'accommoder d'une profondeur de champ réduite alors que d'autres
non. Le rôle du réalisateur du jeu vidéo est alors déterminant
pour doser le choix entre minimisation de la Base Stéréoscopique
et minimisation de la profondeur de champ. Il a également en
charge de déterminer le point de Convergence des axes optiques
(ou son équivalent en Collimation), c'est-à-dire le Point
d'Attention Maximum tout au long du déroulement du jeu. Le joueur
pourra éventuellement sélectionner lui-même la Distance Relative
de Référence qu'il souhaite occuper par rapport à son écran, ce
qui modifiera selon une procédure, la Base Stéréoscopique et/ou
la profondeur de champ en fonction des directives de mise en
scène du réalisateur.
Selon un mode de mise en uvre, ladite étape de
production et/ou de construction comporte en outre, un programme
informatique qui, chargé et exécuté par un système informatique,
modifie sans l'intervention d'un opérateur humain, localement
et/ou globalement, au moins un des paramètres constitués par la
Disparité Stéréoscopique, la netteté, le flou et le contraste
lumineux, en fonction du changements de l'une au moins des
distances entre le système de prises de vues, le sujet de premier
Plan et le Plan le plus éloigné de la scène filmée.
Avantageusement, un programme informatique, chargé et exécuté par
un système informatique, permet à l'observateur final et/ou au
spectateur et/ou au joueur, de modifier le paramétrage de la Base
Stéréoscopique et/ou du flou local et/ou de la colorimétrie.
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Selon un autre mode de mise en uvre, les images sont
des images de synthèse interactives et/ou des images de jeu vidéo
générées par un programme informatique, chargé et exécuté par un
système informatique. Avantageusement, un programme informatique,
chargé et exécuté par un système informatique, permet à
l'observateur final et/ou au spectateur et/ou au joueur, de
modifier le paramétrage de la Base Stéréoscopique et/ou du flou
local et/ou de la colorimétrie.
G) Autres caractéristiques de l'invention
L'invention concerne également un ensemble pour la
visualisation d'une Séquence d'images stéréoscopiques selon le
procédé susvisé, caractérisé en ce qu'il est constitué par un
support d'enregistrement de ladite Séquence d'images et une
pluralité de lunettes conformes à l'invention comprenant chacune
des couples de filtres différents permettant, l'observation de
ladite Séquence à des Distances Relatives de Référence
différentes et/ou des rendus colorimétriques différents.
L'invention concerne encore des lunettes pour
l'observation d'une Séquence d'images stéréoscopiques visualisées
selon le procédé susvisé, caractérisêes en ce qu'elles comportent
un premier filtre, fonction des composantes chromatiques de
ladite première filtration chromatique, et un deuxième filtre,
fonction des composantes chromatiques de ladite deuxième
filtration chromatique, l'un au moins des filtres comprend une
faible proportion des composantes chromatiques de l'autre filtre
et en ce que lesdites lunettes présentent des caractéristiques
conformes au procédé susvisé.
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L'invention concerne également un support
d'enregistrement et/ou transmission de signal et/ou service de
transmission de Séquence d'images à la demande caractérisé en ce
qu'il comporte une Séquence d'images produite selon le procédé
susvisé.
L'invention concerne encore un support
d'enregistrement et/ou transmission de signal et/ou service de
transmission de Séquence d'images à la demande, caractérisé en ce
qu'il comporte une pluralité de versions d'une même Séquence,
chacune desdites versions étant une Séquence d'images produite
selon le procédé susvisé, chacune desdites versions ayant au
moins un paramétrage différent de la Disparité Stéréoscopique
et/ou du flou local et/ou du contraste lumineux local et/ou de la
colorimétrie.
Avantageusement, le support d'enregistrement et/ou
transmission de signal et/ou service de transmission de programme
informatique à la demande caractérisé en ce qu'il comporte un
programme informatique permettant la mise en uvre du procédé
susvisé lorsque ce programme est chargé et exécuté par un système
informatique.
L'invention concerne également un séquence d'images
stéréoscopiques diffusée en salle de cinéma selon le procédé
susvisé caractérisée en ce que ladite Séquence est diffusée avec
une Disparité Stéréoscopique Maximale plus faible dans les salles
utilisant ledit procédé que dans d'autres salles utilisant des
procédés de visualisation stéréoscopique ne faisant pas
intervenir de filtres comprenant une transmission spectrale à
dominante colorée.
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Avantageusement, ladite Séquence est diffusée avec
une profondeur de champ plus faible dans les salles utilisant
ledit procédé que dans d'autres salles utilisant des procédés de
visualisation stéréoscopique ne faisant pas intervenir de filtres
comprenant une transmission spectrale à dominante colorée.
De préférence, ladite Séquence est diffusée avec une
disparité stéréoscopique Maximale plus faible sur ledit support
d'enregistrement et/ou ladite transmission de signal et/ou ledit
service de transmission de Séquence d'images à la demande, que
dans des salles de cinéma utilisant des procédés de visualisation
stéréoscopique ne faisant pas intervenir de filtres comprenant
une transmission spectrale à dominante colorée.
Avantageusement, ladite séquence est diffusée avec
une profondeur de champs plus faible sur ledit support
d'enregistrement et/ou ladite transmission de signal et/ou ledit
service de transmission de Séquence d'images à la demande, que
dans les salles de cinéma utilisant des procédés de visualisation
stéréoscopique ne faisant pas intervenir de filtres comprenant
une transmission spectrale à dominante coloré.
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