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PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-26T14:13:10Z

Foucault corentin: /* Coefficient de corrélation temporel */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

Nous avons ajouté une option "faussaire" sur cette onglet. Lorsque l'option est cochée, la signature du compte sur lequel l'utilisateur essaie de s'identifier est affiché sur l'écran de signature. Cette option a été mise en place pour tester d'avantage notre système. Ainsi nous pouvons voir si, avec le dessin de la signature, un imposteur peut réussir à s'identifier.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auxquels sont rattachés une abscisse, une ordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|600px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|600px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|600px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|600px]]

Pour réduire les problèmes de décalage, entre l'image à tester et le modèle, on utilise les informations fournies par l'ACP.

Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modèle.

Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation. Cette rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axe horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|600px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionnelle au rapport (distance du point/distance max)*(demi-largeur de l'image).

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelques-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne
*...

===Coefficient de corrélation temporel===

Cette méthode permet de calculer la liaison existant entre deux séries de données de mêmes longueurs.

[[File:Equa.png]]

Le Résultat varie entre 1 et -1.

Plus le résultat est proche de 0, moins la relation est forte entre les deux listes de données.

===Dynamic Time Warping===

Les données des signatures sont converties en graphe temporel. Par exemple : x/temps ; y/temps ; etc.

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarités entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimale entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilités pour calculer la matrice modèle :

1- Les points de la signature sont placés avec une valeur de 100. Autour de ces points, les cellules subissent une radiation qui
modifie leur valeur suivant la distance entre la cellule mentionnée et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2- De même que précédemment sauf que chaque cellule de la matrice subie la somme des rayonnements des points originaux.

Après l'évaluation de cette matrice modèle, le calcul se fait de deux manières différentes :

1- Le résultat est la somme des valeurs enregistrées, dans la matrice modèle, qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2- Le résultat est le rapport du nombre de cellules non nulles communes entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellules non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===

Cette méthode permet une reconnaissance de forme simple.

Elle permet d'obtenir l'angle d'écart entre la signature à tester et le modèle.

Le résultat est la somme des angles entre chaque vecteur et le vecteur horizontal. Chaque angle est compris entre -Pi et Pi.

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de [http://www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka WEKA] pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du fichier de comparaison (apprenstissage.arff)===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric

@attribute numberPenUp numeric

...

@attribute CORTX numeric

@attribute CORTY numeric

@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)

@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures

@data

1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes

663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes

...

1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no

1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données, on doit donc comparer des signatures équivalentes (d'une même personne) et des signatures différentes(de personnes différentes). Etant donné qu'un utilisateur enregistre 5 acquisitions pour former sa "signature", on peut donc réaliser 10 comparaisons entre signatures équivalentes par utilisateur.
Ainsi pour n utilisateurs, on aura 5*n comparaisons de signatures équivalentes.
Ensuite pour construire le modèle par apprentissage, il faut également comparer des signatures différentes. Pour cela, on effectue des comparaisons de manière aléatoire entre les signatures d'utilisateurs différents sans jamais refaire la même comparaison. On se permet de réaliser deux fois plus de comparaisons inter-utilisateur qu'intra-utilisateur (soit 10*n comparaisons).

===Construction du modèle===

Ensuite, on fournit ce jeu de données d'apprentissage à Weka qui construit son modèle selon le classifier choisi. Pour cela, il construit un modèle à partir des 9/10 des données et teste sur le 1/10 restant. Il répète l'opération 10 fois pour parcourir toutes les données et améliorer son modèle au fur et à mesure.

Nous avons opté pour un arbre de décision (plus précisément le J48) pour classer nos données parmi les nombreuses méthodes possibles car il nous permet à posteriori de voir quelles sont les paramètres discriminants et pour quelles raisons il a décidé que 2 signatures se ressemblaient ou non.

===Classification par arbre de décision===

Une fois le modèle construit, on peut via l'interface tenter de s'identifier en sélectionnant la personne que l'on prétend être et en faisant une acquisition. Le programme va alors récupérer les cinq acquisitions représentant la signature de la personne supposée, effectuer le prétraitement de ces acquisitions ainsi que de la nouvelle et les comparer comme pour la création du modèle.

On va ainsi créer un fichier ARFF "identification.arff" qui contiendra les données de comparaisons comme pour celui de l'apprentissage à la différence que le dernier attribut, celui de la classe, sera rempli d'un "?" pour signifier que c'est au modèle de décider à quelle classe associer cette comparaison (si les deux signatures se ressemblent ou pas).

Une fois que le modèle a rendu sa décision concernant ces cinq comparaisons, on a décidé que la personne avait réussie à s'identifier si la nouvelle acquisition était désignée comme ressemblante à au moins trois des cinq acquisitions enregistrées dans la base de données.

=Documents=

[[Media:Cahier_des_charges.pdf|Cahier des charges]]

[[Media:Rapport_des_seances.pdf|Rapport des séances]]

File:Equa.png

2012-03-26T14:12:21Z

Foucault corentin: equation cor

equation cor

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-26T14:10:48Z

Foucault corentin: /* Coefficient de corrélation temporel */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

Nous avons ajouté une option "faussaire" sur cette onglet. Lorsque l'option est cochée, la signature du compte sur lequel l'utilisateur essaie de s'identifier est affiché sur l'écran de signature. Cette option a été mise en place pour tester d'avantage notre système. Ainsi nous pouvons voir si, avec le dessin de la signature, un imposteur peut réussir à s'identifier.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auxquels sont rattachés une abscisse, une ordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|600px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|600px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|600px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|600px]]

Pour réduire les problèmes de décalage, entre l'image à tester et le modèle, on utilise les informations fournies par l'ACP.

Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modèle.

Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation. Cette rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axe horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|600px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionnelle au rapport (distance du point/distance max)*(demi-largeur de l'image).

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelques-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne
*...

===Coefficient de corrélation temporel===

Cette méthode permet de calculer la liaison existant entre deux séries de données de mêmes longueurs.

Le Résultat varie entre 1 et -1.

Plus le résultat est proche de 0, moins la relation est forte entre les deux listes de données.

===Dynamic Time Warping===

Les données des signatures sont converties en graphe temporel. Par exemple : x/temps ; y/temps ; etc.

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarités entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimale entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilités pour calculer la matrice modèle :

1- Les points de la signature sont placés avec une valeur de 100. Autour de ces points, les cellules subissent une radiation qui
modifie leur valeur suivant la distance entre la cellule mentionnée et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2- De même que précédemment sauf que chaque cellule de la matrice subie la somme des rayonnements des points originaux.

Après l'évaluation de cette matrice modèle, le calcul se fait de deux manières différentes :

1- Le résultat est la somme des valeurs enregistrées, dans la matrice modèle, qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2- Le résultat est le rapport du nombre de cellules non nulles communes entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellules non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===

Cette méthode permet une reconnaissance de forme simple.

Elle permet d'obtenir l'angle d'écart entre la signature à tester et le modèle.

Le résultat est la somme des angles entre chaque vecteur et le vecteur horizontal. Chaque angle est compris entre -Pi et Pi.

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de [http://www.cs.waikato.ac.nz/ml/weka WEKA] pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du fichier de comparaison (apprenstissage.arff)===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric

@attribute numberPenUp numeric

...

@attribute CORTX numeric

@attribute CORTY numeric

@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)

@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures

@data

1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes

663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes

...

1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no

1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données, on doit donc comparer des signatures équivalentes (d'une même personne) et des signatures différentes(de personnes différentes). Etant donné qu'un utilisateur enregistre 5 acquisitions pour former sa "signature", on peut donc réaliser 10 comparaisons entre signatures équivalentes par utilisateur.
Ainsi pour n utilisateurs, on aura 5*n comparaisons de signatures équivalentes.
Ensuite pour construire le modèle par apprentissage, il faut également comparer des signatures différentes. Pour cela, on effectue des comparaisons de manière aléatoire entre les signatures d'utilisateurs différents sans jamais refaire la même comparaison. On se permet de réaliser deux fois plus de comparaisons inter-utilisateur qu'intra-utilisateur (soit 10*n comparaisons).

===Construction du modèle===

Ensuite, on fournit ce jeu de données d'apprentissage à Weka qui construit son modèle selon le classifier choisi. Pour cela, il construit un modèle à partir des 9/10 des données et teste sur le 1/10 restant. Il répète l'opération 10 fois pour parcourir toutes les données et améliorer son modèle au fur et à mesure.

Nous avons opté pour un arbre de décision (plus précisément le J48) pour classer nos données parmi les nombreuses méthodes possibles car il nous permet à posteriori de voir quelles sont les paramètres discriminants et pour quelles raisons il a décidé que 2 signatures se ressemblaient ou non.

===Classification par arbre de décision===

Une fois le modèle construit, on peut via l'interface tenter de s'identifier en sélectionnant la personne que l'on prétend être et en faisant une acquisition. Le programme va alors récupérer les cinq acquisitions représentant la signature de la personne supposée, effectuer le prétraitement de ces acquisitions ainsi que de la nouvelle et les comparer comme pour la création du modèle.

On va ainsi créer un fichier ARFF "identification.arff" qui contiendra les données de comparaisons comme pour celui de l'apprentissage à la différence que le dernier attribut, celui de la classe, sera rempli d'un "?" pour signifier que c'est au modèle de décider à quelle classe associer cette comparaison (si les deux signatures se ressemblent ou pas).

Une fois que le modèle a rendu sa décision concernant ces cinq comparaisons, on a décidé que la personne avait réussie à s'identifier si la nouvelle acquisition était désignée comme ressemblante à au moins trois des cinq acquisitions enregistrées dans la base de données.

=Documents=

[[Media:Cahier_des_charges.pdf|Cahier des charges]]

[[Media:Rapport_des_seances.pdf|Rapport des séances]]

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T18:33:30Z

Foucault corentin: /* Matrice de radiation */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auquels sont rattachés une abscisse, une coordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|800px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|800px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|800px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|800px]]

Pour réduire les problèmes de décalage, entre l'image à tester et le modèle, on utilise les informations fournies par l'ACP.

Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modèle.

Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation.La rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axe horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|800px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionnelle au rapport (distance du point/distance max)*(demi-largeur de l'image).

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelque-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne

===Coefficient de corrélation temporel===

===Dynamic Time Warping===

Les données des signatures sont converties en graphe temporel. Par exemple : x/temps ; y/temps ; etc.

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarité entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimale entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilités pour calculer la matrice modèle :

1- Les points de la signature sont placés avec une valeur de 100. Autour de ces points, les cellules subissent une radiation qui
fait passer leur valeur à certains seuils, suivant la distance entre la cellule mentionnée et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2- De même que précédemment sauf que chaque cellule de la matrice subie la somme des rayonnements des points originaux.

Après l'évaluation de cette matrice modèle, le calcul se fait de deux manières différentes :

1- Le résultat est la somme des valeurs enregistrées, dans la matrice modèle, qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2- Le résultat est le rapport du nombre de cellules non nulles communes entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellules non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===

Cette méthode permet une reconnaissance de forme simple.

Elle permet d'obtenir l'angle d'écart entre la signature à tester et le modèle.

Le résultat est la somme des angles entre chaque vecteur et le vecteur horizontal. Chaque angle est compris entre -Pi et Pi.

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de WEKA pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du modèle par apprentissage===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric
@attribute numberPenUp numeric
...
@attribute CORTX numeric
@attribute CORTY numeric
@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)
@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures
@data
1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes
663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes
...
1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no
1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données

===Classification par arbre de décision===

===Résultats===

=Documents=

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T18:31:03Z

Foucault corentin: /* Dynamic Time Warping */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auquels sont rattachés une abscisse, une coordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|800px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|800px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|800px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|800px]]

Pour réduire les problèmes de décalage, entre l'image à tester et le modèle, on utilise les informations fournies par l'ACP.

Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modèle.

Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation.La rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axe horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|800px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionnelle au rapport (distance du point/distance max)*(demi-largeur de l'image).

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelque-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne

===Coefficient de corrélation temporel===

===Dynamic Time Warping===

Les données des signatures sont converties en graphe temporel. Par exemple : x/temps ; y/temps ; etc.

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarité entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimale entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilité pour calculer la matrice modèle:

1- Les points de la signature sont placé avec une valeur de 100. Autour de ces points les cellules subissent une raditation qui
fait passer leur valeur à certain seuil, suivant la distance entre la cellule mentionné et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2-De même que précédement sauf que chaque cellule de la matrice subi la somme des rayonnements des points originaux.

Aprés l'évaluation de cette matrice modèle le calcul se fait de deux manière différente:

1-Le résultat est la somme des valeurs enregistrées dans la matrice modèle qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2-Le résultat est le rapport du nombre de cellule non nul commune entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellule non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===

Cette méthode permet une reconnaissance de forme simple.

Elle permet d'obtenir l'angle d'écart entre la signature à tester et le modèle.

Le résultat est la somme des angles entre chaque vecteur et le vecteur horizontal. Chaque angle est compris entre -Pi et Pi.

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de WEKA pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du modèle par apprentissage===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric
@attribute numberPenUp numeric
...
@attribute CORTX numeric
@attribute CORTY numeric
@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)
@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures
@data
1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes
663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes
...
1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no
1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données

===Classification par arbre de décision===

===Résultats===

=Documents=

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T18:27:51Z

Foucault corentin: /* 5. Normalisation (Zoom) */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auquels sont rattachés une abscisse, une coordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|800px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|800px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|800px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|800px]]

Pour réduire les problèmes de décalage, entre l'image à tester et le modèle, on utilise les informations fournies par l'ACP.

Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modèle.

Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation.La rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axe horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|800px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionnelle au rapport (distance du point/distance max)*(demi-largeur de l'image).

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelque-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne

===Coefficient de corrélation temporel===

===Dynamic Time Warping===
Les données des signatures sont convertie en graphe temporelle. Par exemple : x/tempx; y/temps; etc ...

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarités entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimal entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilité pour calculer la matrice modèle:

1- Les points de la signature sont placé avec une valeur de 100. Autour de ces points les cellules subissent une raditation qui
fait passer leur valeur à certain seuil, suivant la distance entre la cellule mentionné et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2-De même que précédement sauf que chaque cellule de la matrice subi la somme des rayonnements des points originaux.

Aprés l'évaluation de cette matrice modèle le calcul se fait de deux manière différente:

1-Le résultat est la somme des valeurs enregistrées dans la matrice modèle qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2-Le résultat est le rapport du nombre de cellule non nul commune entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellule non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===

Cette méthode permet une reconnaissance de forme simple.

Elle permet d'obtenir l'angle d'écart entre la signature à tester et le modèle.

Le résultat est la somme des angles entre chaque vecteur et le vecteur horizontal. Chaque angle est compris entre -Pi et Pi.

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de WEKA pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du modèle par apprentissage===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric
@attribute numberPenUp numeric
...
@attribute CORTX numeric
@attribute CORTY numeric
@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)
@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures
@data
1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes
663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes
...
1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no
1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données

===Classification par arbre de décision===

===Résultats===

=Documents=

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T18:26:30Z

Foucault corentin: /* 4. Centrage et Rotation */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auquels sont rattachés une abscisse, une coordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|800px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|800px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|800px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|800px]]

Pour réduire les problèmes de décalage, entre l'image à tester et le modèle, on utilise les informations fournies par l'ACP.

Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modèle.

Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation.La rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axe horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|800px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionel au rapport (distance du point/distance max)*(demi largeur de l'image)

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelque-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne

===Coefficient de corrélation temporel===

===Dynamic Time Warping===
Les données des signatures sont convertie en graphe temporelle. Par exemple : x/tempx; y/temps; etc ...

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarités entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimal entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilité pour calculer la matrice modèle:

1- Les points de la signature sont placé avec une valeur de 100. Autour de ces points les cellules subissent une raditation qui
fait passer leur valeur à certain seuil, suivant la distance entre la cellule mentionné et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2-De même que précédement sauf que chaque cellule de la matrice subi la somme des rayonnements des points originaux.

Aprés l'évaluation de cette matrice modèle le calcul se fait de deux manière différente:

1-Le résultat est la somme des valeurs enregistrées dans la matrice modèle qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2-Le résultat est le rapport du nombre de cellule non nul commune entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellule non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===

Cette méthode permet une reconnaissance de forme simple.

Elle permet d'obtenir l'angle d'écart entre la signature à tester et le modèle.

Le résultat est la somme des angles entre chaque vecteur et le vecteur horizontal. Chaque angle est compris entre -Pi et Pi.

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de WEKA pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du modèle par apprentissage===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric
@attribute numberPenUp numeric
...
@attribute CORTX numeric
@attribute CORTY numeric
@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)
@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures
@data
1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes
663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes
...
1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no
1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données

===Classification par arbre de décision===

===Résultats===

=Documents=

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T18:18:11Z

Foucault corentin: /* Somme des différences d'angles entre vecteurs */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auquels sont rattachés une abscisse, une coordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|800px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|800px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|800px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|800px]]

Pour réduire les problémes de décalage entre l'image à tester et le modèle on utilise les informations fournis par l'ACP.
Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modéle.
Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation.La rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axes horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|800px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionel au rapport (distance du point/distance max)*(demi largeur de l'image)

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelque-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne

===Coefficient de corrélation temporel===

===Dynamic Time Warping===
Les données des signatures sont convertie en graphe temporelle. Par exemple : x/tempx; y/temps; etc ...

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarités entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimal entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilité pour calculer la matrice modèle:

1- Les points de la signature sont placé avec une valeur de 100. Autour de ces points les cellules subissent une raditation qui
fait passer leur valeur à certain seuil, suivant la distance entre la cellule mentionné et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2-De même que précédement sauf que chaque cellule de la matrice subi la somme des rayonnements des points originaux.

Aprés l'évaluation de cette matrice modèle le calcul se fait de deux manière différente:

1-Le résultat est la somme des valeurs enregistrées dans la matrice modèle qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2-Le résultat est le rapport du nombre de cellule non nul commune entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellule non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===

Cette méthode permet une reconnaissance de forme simple.

Elle permet d'obtenir l'angle d'écart entre la signature à tester et le modèle.

Le résultat est la somme des angles entre chaque vecteur et le vecteur horizontal. Chaque angle est compris entre -Pi et Pi.

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de WEKA pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du modèle par apprentissage===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric
@attribute numberPenUp numeric
...
@attribute CORTX numeric
@attribute CORTY numeric
@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)
@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures
@data
1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes
663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes
...
1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no
1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données

===Classification par arbre de décision===

===Résultats===

=Documents=

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T18:12:46Z

Foucault corentin: /* Matrice de radiation */

=Présentation du projet=

Le projet de Biométrie "Acquisition et reconnaissance de signatures" consiste à enregistrer une signature numérique d'un client ou utilisateur afin de permettre ultérieurement une identification grâce à cette modalité biométrique.

=Contexte=
===Etude de l'existant===

Ce projet d'acquisition et de reconnaissance de signatures a déjà été traité par une équipe d'étudiants en 2010-2011. Nous avons donc étudié ce qui avait été réalisé afin de ne pas perdre les efforts déjà fournis. De cette étude nous avons retenu les conseils et remarques faits sur la partie algorithmique de comparaison de signatures. De plus, nous allons reprendre quelques idées de leur IHM.
Pour plus de détails, consulter les parties "Algorithmes" et "IHM".

===Suites prévues===
L'année prochaine, une nouvelle équipe reprendra surement ce projet de biométrie. Il est donc important de laisser une bonne documentation et des conseils.

=Cadre de réponse=

Nous réaliserons une IHM qui nous permettra, d'une part, d'enregistrer un nouvel utilisateur dans la base de données (acquisition de signature), et d'autre part de tester l'identification d'un utilisateur. Pour cette identification, la signature sera comparée au modèle calculé et enregistré. Afin de pouvoir effectuer cette comparaison, nous récupèrerons, lors de l'acquisition des signatures, différentes informations qui nous permettront d'appliquer des algorithmes de comparaison de signatures (coordonnées de chaque point, pression du stylet, temps). Il faudra donc étudier les différentes méthodes possibles de comparaison de ces signatures et implémenter l'algorithme conçu à partir de cette étude.

=Organisation de l'équipe=

'''Renaud Collin''' :

*Chef de projet
*Responsable documents,
*Etude de l'existant

'''Flavien Garcia & Corentin Foucault :'''

*Etude de l'existant,
*Construction et codage de l'algorithme

'''Christophe Havard :'''

*Montage DS + Arduino,
*Conception et codage IHM

'''Thibaud Michel''' :

*Acquisition des données (depuis le montage DS + Arduino et depuis la tablette),
*Mise en place de la base de données,
*Conception et codage IHM

'''Aurélie Moiroux :'''

*Acquisition des données depuis la tablette,
*Conception et codage IHM

=Diagramme de Gantt prévisionnel=

[[File:Diagramme-de-Gantt-previsionnel.png]]

=Matériel=
===Tablette Bamboo CTH-460===

Cette tablette est un ajout de matériel par rapport à l'année précédente. Ainsi, nous avons pour notre projet deux interfaces pour l'acquisition des signatures. Cela nous a donc amené à étudier la tablette graphique et les librairies Java permettant de nous en servir.
L'IHM a également été modifiée pour permettre à l'utilisateur de choisir quelle interface d'acquisition il souhaite utiliser.

*La librairie permettant d'utiliser cette tablette est : Jpen [http://sourceforge.net/apps/mediawiki/jpen/index.php?title=Main_Page]
*Le driver de la tablette CTH-460 est disponible ici : [http://www.wacom-asia.com/download/download_index.html]

[[File:bamboo.jpg]]

===Montage Arduino + Ecran de DS===
[[File:Arduino_DS.png]]

[[File:Arduino.png]]

[[File:Arduino2.png]]

=IHM=

Lorsque l'utilisateur démarre l'application, celle-ci s'ouvre sur l'onglet "Nouvel utilisateur". Si il n'a pas encore de compte, il doit alors rentrer son nom, son prénom, et procéder à l'acquisition de cinq signatures (la même) afin de pouvoir s'enregistrer.

''Onglet "Nouvel Utilisateur"''

[[File:ihm1.jpg]]

Une fois que l'utilisateur possède un compte, il peut se rendre sur l'onglet "Identification". Afin de s'authentifier l’utilisateur doit sélectionner son nom, puis signer de la même signature que lors de l'acquisition.

''Onglet "Identification"''

[[File:ihm2.jpg]]

Le système affiche alors la réponse de l'authentification : la réussite ou l’échec. Une question apparaît également afin d'établir des statistiques de performance du système.

[[File:ihm21.jpg]]

''Onglet "Infos"''

[[File:ihm3.jpg]]

=Algorithmes=

Un système de reconnaissance par signature nécessite l'application d'algorithmes, que ce soit dans un premier temps pour obtenir des acquisitions de qualité, qu'ensuite pour pouvoir les comparer de manière cohérente et enfin construire un modèle efficace de reconnaissance.

==Prétraitement des acquisitions==
Les acquisitions obtenues par l'intermédiaire de l'interface, pour représenter la signature d'un individu, sont des listes de points, auquels sont rattachés une abscisse, une coordonnée, une valeur de pression et un temps d'acquisition.
Cependant, il est nécessaire d'appliquer un prétraitement à ces acquisitions afin d'en augmenter le nombre de points, corriger les différences entre des signatures successives (décalage, orientation et taille) et également obtenir un nombre de points fixe pour toutes les acquisitions pour pouvoir les comparer.

Voilà une image d'une acquisition originale:

[[File:0_origine_Aurélie_4.png|800px]]

===1. Ré-échantillonnage sur le temps===
La première étape est propre à l'utilisation de la tablette Bamboo et consiste à ne conserver qu'un seul point par temps d'acquisition. En effet, le système d'acquisition de la tablette renvoie la liste de points acquis durant chaque période de 16ms et attache à chaque point cette période d'acquisition plutôt que le temps réel.
Par exemple les points acquis en réalité aux temps 11ms et 14,5ms seront enregistrés avec un temps d'acquisition de 16ms alors qu'un point acquis au temps 16,8ms sera enregistré avec un temps d'acquisition de 32ms.
Nous avons considéré que ce temps de 16ms étant relativement court, on ne conserverait qu'un seul point pour un même temps d'acquisition (par défaut le premier de la liste).

De plus, on a également considéré que deux points espacés d'un temps d'acquisition supérieur à 32ms correspondait à un lever de stylo.

===2. Interpolation===

On applique une interpolation cubique sur l'acquisition dans le but d'obtenir un rendu de signature plus continu et lisse, et mieux comprendre les courbures de la signature d'un individu. De plus, il est nécessaire de travailler sur des données assez fournies notamment pour des algorithmes de recouvrement par exemple.

[[File:0_interpolee_Aurélie_4.png|800px]]

===3. Analyse en composantes principales===

[[File:PCA.png]]

L'ACP est utilisé pour trouver les informations mathématiques qui décrivent la position des points: {{rouge|l'axe principal}} et {{bleu|l'axe secondaire}} et le centre de gravité d'une forme binaire.

===4. Centrage et Rotation===
[[File:0_centree_Aurélie_4.png|800px]]

[[File:0_droite_Aurélie_4.png|800px]]

Pour réduire les problémes de décalage entre l'image à tester et le modèle on utilise les informations fournis par l'ACP.
Le centre de gravité permet de centrer l'image comme le modéle.
Les deux axes qui décrivent l'alignement des points permettent de faire la rotation.La rotation est calculée à partir de l'angle entre l'axe principal et l'axes horizontal.

===5. Normalisation (Zoom)===
[[File:0_normalisee_Aurélie_4.png|800px]]

Le zoom est calculé pour obtenir la taille la plus grande possible pour l'image.

La distance entre le centre et le point le plus proche du rebord de l'image évaluée = (distance max).

Chaque point subit alors une translation proportionel au rapport (distance du point/distance max)*(demi largeur de l'image)

===6. Ré-échantillonnage sur le nombre de points===

Suivant la durée totale d'acquisition, le nombre de points acquis peut être plus ou moins important et les précédentes étapes de prétraitement peuvent en supprimer quelque-uns également. Il est donc essentiel d'effectuer un ré-échantillonnage sur les acquisitions après normalisation pour obtenir un nombre de points fixe (2000 points choisis actuellement) pour que les différents algorithmes de comparaison soient cohérents.
On a choisi d'interpoler des points de manière uniforme si le nombre de points était inférieur à 2000 et d'en supprimer, également de manière uniforme, si ce nombre était supérieur.

==Algorithmes de comparaison==

Pour la création du modèle (voir plus loin), il est nécessaire d'obtenir un ensemble de données de comparaisons. On a ainsi sélectionné les comparaisons suivantes

===Comparaisons simplistes===

*Différence de temps total d'acquisition
*Différence de nombre de lever de stylos
*Différence de pression moyenne

===Coefficient de corrélation temporel===

===Dynamic Time Warping===
Les données des signatures sont convertie en graphe temporelle. Par exemple : x/tempx; y/temps; etc ...

La méthode du DTW permet de calculer les dissimilarités entre les informations.

Ici, les deux listes permettent de calculer une matrice dont le dernier élément contient la distance minimal entre les deux listes d'informations.

===Matrice de radiation===

La matrice de radiation est une méthode de reconnaissance de forme.

Il existe deux possibilité pour calculer la matrice modèle:

1- Les points de la signature sont placé avec une valeur de 100. Autour de ces points les cellules subissent une raditation qui
fait passer leur valeur à certain seuil, suivant la distance entre la cellule mentionné et les points originaux de la signature.
Chaque cellule de la matrice ne peut que subir le rayonnement du point original le plus proche.

2-De même que précédement sauf que chaque cellule de la matrice subi la somme des rayonnements des points originaux.

Aprés l'évaluation de cette matrice modèle le calcul se fait de deux manière différente:

1-Le résultat est la somme des valeurs enregistrées dans la matrice modèle qui sont aux coordonnées des points de la signature à tester.

2-Le résultat est le rapport du nombre de cellule non nul commune entre la matrice modèle et la signature à tester et le nombre de cellule non nul total.

===Somme des différences d'angles entre vecteurs===
Corentin je te laisse remplir cette partie

==Génération d'un modèle classification==

Afin de réaliser la tâche de vérification pour la reconnaissance de signature, nous avons opté pour le choix de WEKA pour la création du modèle par apprentissage et la décision finale.

===Construction du modèle par apprentissage===

WEka utilise des fichiers ARFF pour construire et tester son modèle. Dans ce fichier on retrouve dans l'ordre:

* Le nom de la relation (utile pour nommer le fichier d'apprentissage aux fichiers d'identification et de décision)

@relation signature

* La liste des attributs de comparaison utilisés et leur type

@attribute totalTime numeric
@attribute numberPenUp numeric
...
@attribute CORTX numeric
@attribute CORTY numeric
@attribute pourcentageRadiance numeric

* L'attribut contenant les différentes classes (2 dans notre cas: signatures équivalentes ou non)
@attribute accepte {no,yes}

* Les données de comparaisons entre différentes signatures
@data
1019.466796875,2.0,0.9912756661011811,0.9970564473307176,17.837034225463867,yes
663.466796875,0.0,0.9837515744201278,0.996214642908734,15.106257438659668,yes
...
1278.466796875,0.0,0.9729839482086351,0.9951841501724467,9.820034980773926,no
1044.06640625,0.0,0.9859247460800329,0.9970413832907982,9.922861099243164,no

Pour construire ces données

===Classification par arbre de décision===

===Résultats===

=Documents=

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T17:44:22Z

Foucault corentin: /* Dynamic Time Warping */

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T16:39:13Z

Foucault corentin: /* 5. Normalisation (Zoom) */

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T16:37:48Z

Foucault corentin: /* 5. Normalisation (Zoom) */

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T16:20:08Z

Foucault corentin: /* 3. Analyse en composantes principales */

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T16:19:38Z

Foucault corentin: /* 4. Centrage et Rotation */

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T16:17:45Z

Foucault corentin: /* 4. Centrage et Rotation */

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T16:08:46Z

Foucault corentin: /* 3. Analyse en composantes principales */

PAGE WIKI ETUDIANTS 2011-12 SIGNATURES

2012-03-25T16:03:27Z

Foucault corentin: /* 3. Analyse en composantes principales */

File:PCA.png

2012-03-25T15:57:50Z

Foucault corentin: ACP exemple

ACP exemple

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:25:02Z

Foucault corentin: /* Introduction */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Résumé=

L’œil est l'organe le plus utilisé a notre époque. La compréhension de son fonctionnement a permis de développer de nouvelles technique de visualisation. Que se soit pour la mise en place de simulateur ou l'affichage d'information. De nos jours, les yeux sont de nouveau un sujet pour le développement technologique. En effet, les fabriquant d'écran ont commencer a mettre en place le système visuel basé sur la stéréographie. Encore a ses balbutiement cette technologie est un sujet aussi important que la lutte qui à opposé les écrans matriciel et les écrans vectoriel.

=abstract=

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.

La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopy ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

[[File:3Dwar.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=

* Liste des techniques 3D http://www.hdfever.fr/2011/02/04/lautostereoscopie-ou-la-3d-sans-lunettes-retour-sur-la-nouvelle-technologie-du-ces-2011/
* 3D quelques formats http://stereoscopie.olympe-network.com/autostereoscopie.php
* La france a l'honneur via Pierre Allio http://www.alioscopy.eu/en/about_us.php
* La 3D et les tables tactiles http://www.zebulon.fr/actualites/7000-table-multi-touch-multivues-3d-immersion.html
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:22:00Z

Foucault corentin: /* Liens */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.

La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopy ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

[[File:3Dwar.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=

* Liste des techniques 3D http://www.hdfever.fr/2011/02/04/lautostereoscopie-ou-la-3d-sans-lunettes-retour-sur-la-nouvelle-technologie-du-ces-2011/
* 3D quelques formats http://stereoscopie.olympe-network.com/autostereoscopie.php
* La france a l'honneur via Pierre Allio http://www.alioscopy.eu/en/about_us.php
* La 3D et les tables tactiles http://www.zebulon.fr/actualites/7000-table-multi-touch-multivues-3d-immersion.html
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:18:21Z

Foucault corentin: /* Liens */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.

La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopy ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

[[File:3Dwar.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=

* Liste des techniques 3D http://www.hdfever.fr/2011/02/04/lautostereoscopie-ou-la-3d-sans-lunettes-retour-sur-la-nouvelle-technologie-du-ces-2011/
* 3D quelques formats http://stereoscopie.olympe-network.com/autostereoscopie.php
* L'alioscopy http://www.alioscopy.eu/fr/principes.php
* La 3D et les tables tactiles http://www.zebulon.fr/actualites/7000-table-multi-touch-multivues-3d-immersion.html
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:11:40Z

Foucault corentin: /* La 3D sans lunette */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.

La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopy ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

[[File:3Dwar.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=

* La 3D et les tables tactiles http://www.zebulon.fr/actualites/7000-table-multi-touch-multivues-3d-immersion.html
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:10:52Z

Foucault corentin: /* Liens */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.

La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

[[File:3Dwar.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=

* La 3D et les tables tactiles http://www.zebulon.fr/actualites/7000-table-multi-touch-multivues-3d-immersion.html
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:08:01Z

Foucault corentin: /* Conclusion */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.

La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

[[File:3Dwar.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

File:3Dwar.jpg

2011-11-21T12:07:26Z

Foucault corentin: conflit des formats

conflit des formats

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:06:25Z

Foucault corentin: /* Réception des stimuli visuels : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.

La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:06:03Z

Foucault corentin: /* Réception des stimuli visuels : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain.
La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:05:46Z

Foucault corentin: /* De la 2D à la 3D */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|Illusion de la 3D]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|Voir au delà de l'image]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:05:15Z

Foucault corentin: /* 3D avec lunette */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|3D passive=> 2 images en une]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|3D Active=> rafraîchir deux fois plus vite]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T12:03:24Z

Foucault corentin: /* La 3D sans lunette */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===
[[File:Parallaxe.jpg|150px|thumb|right|Utilisation du parallaxe]]

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

[[File:Alioscopie.jpg|150px|thumb|right|utilisation d'un réseau lenticulaire]]

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===
[[File:Multivue.jpg|150px|thumb|right|3D Multi-spectateur sans lunette]]

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
[[File:Prisme.jpg|150px|thumb|right|Utilisation des prismes pour la 3D]]

Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:59:49Z

Foucault corentin: /* 3D avec lunette */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:59:37Z

Foucault corentin: /* 3D avec lunette */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

[[File:Actif.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:58:56Z

Foucault corentin: /* Passive */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

[[File:Passif.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:58:32Z

Foucault corentin: /* Stéréogrammes */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:57:11Z

Foucault corentin: /* Stéréogrammes */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:57:00Z

Foucault corentin: /* Stéréogrammes */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

[[File:Stereogramme.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:56:27Z

Foucault corentin: /* La 3D isométrique */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

[[File:Isometrie.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]
Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:54:58Z

Foucault corentin: /* Introduction */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|right|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|150px |thumb|right|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:50:29Z

Foucault corentin: /* L'interprétation par le cerveau : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|left|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg|thumb|left|trajet de l'information dans le cerveau]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:49:32Z

Foucault corentin: /* Transcription par l’œil : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|150px|thumb|left|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:49:15Z

Foucault corentin: /* Transcription par l’œil : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

[[File:Oeil.jpg|200px|thumb|left|cellules utilisées]]

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:44:57Z

Foucault corentin: /* L'interprétation par le cerveau : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

[[File:Cerveau.jpg]]

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:44:37Z

Foucault corentin: /* Principe de la vision : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

File:Oeil.jpg

2011-11-21T11:44:11Z

Foucault corentin: cellule de l'oeil

cellule de l'oeil

Perception Visuelle 3D

2011-11-21T11:43:14Z

Foucault corentin: /* Principe de la vision : */

* Enseignant: Georges-Pierre Bonneau
* UE/Module: EAM en RICM5 option CM
* Eleve: Corentin Foucault

=Introduction=

=== Principe de la vision : ===
il existe trois étapes dans le principe de la vision.

-Réception des stimuli visuels ;

-Transcription par l’œil ;

-L'interprétation par le cerveau.

[[File:Cerveau.jpg]]

=== Réception des stimuli visuels : ===

La vision d'un objet par l’œil se fait par réflexion de la lumière sur un objet puis la réfraction au travers du capteur visuel humain. La lumière est donc focalisée par la lentille avant d'être projetée sur la rétine entièrement inversée, provoquant une réponse des cellules.

=== Transcription par l’œil : ===

La rétine est composée de deux catégories de cellule distincte permettant de comprendre certains phénomènes visuels :

les photorécepteurs=>permettent la vision des couleurs et de l'intensité de la lumière.

les cellules ganglionnaires=>

-Les cellules de grande taille associées au contraste et au mouvement ;

-Les cellules de petite taille pour les formes et détail ;

-quelques cellules sont liées au contraste chromatique ;

Les signaux émis par ces différentes cellules sont distribués dans des zones cérébrales distinctes.

=== L'interprétation par le cerveau : ===

Si l’œil fonctionne toujours de la même manière donc, le cerveau reçoit toujours les mêmes signaux en regardant la même chose. Le cerveau, lui doit interpréter les signaux. Pour comprendre la perception, on peut suivre deux types de parcours :

-Le cortex dorsale permet la localisation d'objet ou personne, mobile ou immobile ; il permet aussi les actions comme saisir un objet.

-Le cortex ventrale permet l'identification et la reconnaissance des personnes et objets.

La vitesse du traitement de l’information par le cortex inférotemporal est plus lente parce que cela nécessite plus d'intermédiaires.

=== Conclusion : ===

La vision combine à la fois la perception et la connaissance obtenue par l'expérience. Le système visuel semble donc à la fois être dans le code génétique, mais se modifier par l'influence de notre environnement. Ainsi, la perception visuelle de l’environnement est propre à chacun d’entre nous.

= De la 2D à la 3D =

=== La 3D isométrique ===

Le principe naturel de la vision fut pendant longtemps un sujet pour les arts. Bien avant que naisse l'informatique. Les premières traces de 3D trouvée sont des illusions d'optique, qui par le biais de forme géométrique simple, permettent à l’œil humain de voir une image sortante ou entrante.

Exemple : l'anemic cinema de Marcel Duchamp.

Le principe de ces vues en 3D se base sur la mise en place de la perspective artificielle à l'aide de forme de couleur plus ou moins sombre créant une sorte d'ombre pour le cerveau humain. C'est de cette manière que les bases de la 3D ont été posées dans certains domaines comme l'informatique graphique. Ceci joue seulement sur l'interprétation du cerveau et non sur le fonctionnement des yeux.

=== Stéréogrammes ===

Le principe de la 3D utilisant la vision binoculaire est tout aussi ancien, les stéréogrammes en sont un parfait exemple. Même s’il n'y a qu'une image et aucun instrument nécessaire pour parvenir à distinguer l'image en relief, les stéréogrammes demandent un travail des yeux important en leur demandant de voir "dans" l'image. En effet, pour parvenir à voir un stéréogramme il faut que les deux yeux ne convergent pas vers le dessin, mais au-delà. Ceci crée un décalage dans ce que chacun des deux yeux voit et ainsi l'assemblage des deux images par le cerveau donne un effet de relief. Cependant, les stéréogrammes sont limités à une 3D entrante. L'image ne sort pas, mais se retrouve au fond de l'image.

= La 3D stéréoscopique =

De nos jours, le nouveau terrain opposant les fabricants d'écrans est la mise en place du système 3D non plus par des perspectives géométriques uniquement, mais par une impression de relief assez importante. Deux branches se distinguent actuellement sur la scène.

== 3D avec lunette ==

=== Passive ===

La 3D passive est à l'origine issue du principe de superposition de deux images chacune étant dans une couleur respective par exemple rouge/bleu. Le problème de cette première version était une forte perte de couleur et de l'intensité lumineuse qui résultait de cette séparation des images. De nos jours, la technique utilise la superposition de deux images, mais en plaçant les images sur des rangées de pixels différentes. Cette superposition des images réduit de moitié la résolution verticale.

=== active ===

La 3D active fonctionne, elle aussi, sur l'utilisation de deux images légèrement décalées sur le plan horizontal, mais à la différence de la 3D passive la 3D active ne projette pas deux images en simultanées, mais en différées. Les lunettes utilisées ont un système d'obturation qui doit être synchronisé avec l'écran de telle manière que chaque œil puisse voir l'image qui lui est destinée. Ceci implique que les fréquences soient deux fois plus importantes que pour d'autres vidéos puisque chaque œil doit recevoir autant d'information qu'en temps normal ce qui revient a affiché deux fois plus d'images par seconde.

== La 3D sans lunette ==

Un nouvel arrivant sur la scène de la 3D est la 3D sans dispositif nécessaire à l’œil pour voir le relief autrement dit l'autostereoscopie.

=== La barrière de parallaxe ===

Ce système est composé d’écrans à cristaux liquides où sont intercalés des caches entre la dalle LCD et le rétro éclairage. Les caches doivent être placés de manière très précise pour que chaque œil reçoive l'information qui lui est destinée. Les images ne sont plus découpées dans le sens vertical, mais dans le sens horizontal, c'est-à-dire que leurs pixels sont alternés suivant les colonnes. Ainsi, grâce au cache et à l'affichage de chacune des images le cerveau n'aura plus qu'à les additionner en créant cet effet de relief.

De nombreux inconvénients découlent de cette technologie. Premièrement, il faut avoir une position précise ce qui fait que le travail des yeux est plus important, car l'observateur ne peut pas être parfaitement immobile. En plus d'être très fatigant cette technologie ne peut être utilisé que par une personne a là fois, et avec une résolution diminuée dans le sens horizontale.

Cette technologie est utilisé sur la Nintendo 3DS.

=== Alioscopie ===

Français Pierre Allio en 1987

Cette technologie se base sur le même principe que la 3D passive, cependant pour supprimer l'utilisation des lunettes les pixels sont inclinés suivant l’œil qu'elles doivent affecter pour que les images soient envoyées vers l’œil qui lui correspond. Pour diriger les pixels vers l'oeil qui leur correspond, il faut utiliser un réseau lenticulaire, positionné de manière oblique, il permettra de diriger les rayons lumineux vers différents points de vue.

Le problème c'est que pour augmenter le nombre de points de vue différents il faut augmenter le nombre de pixels inclinés ; ce qui vient à diviser la résolution verticale proportionnellement au nombre de points de vue à vouloir afficher.

=== l’autostéréoscopie Multivue ===

L'autostéréoscopie multivue est l'évolution de la 3D active. Pour pouvoir afficher une image en relief, le dispositif affiche les différents points de vue souhaités de manière successive. L'avantage provient du fait qu'il n'y a pas de perte dans la résolution verticale. Cependant, il faut que les images se succèdent dans un très court laps de temps. Ce qui demande un taux de rafraîchissement très élevé de l'ordre de 120 hertz. Cette technique ne perd pas en résolution, mais elle se révèle très fatigante pour les yeux.

=== l’autostéréoscopie au cinéma ===
Cette technique est uniquement dédiée à la visualisation via un projecteur. En effet, l'écran doit réfléchir les images vers les spectateurs, ceci permet l'utilisation de prismes sur l'écran qui vont renvoyer les images vers les spectateurs même s’ils ne sont pas au centre de la salle. Plus il y a de prismes, plus le nombre de points de vue est élevé. Le grand avantage de cette technique est de garder une résolution importante pour les deux yeux.

= Conclusion =

La technologie 3D n'en est qu'à ses débuts dans le domaine du grand public. Cependant, la diversité des dispositifs fait que les écrans se retrouvent dans la même situation qui avait opposé les écrans matriciel et vectoriel. De nouveaux systèmes sont encore à l'étude, tels que l'autostéréoscopie multivue et l'autostéréoscopie au cinéma, qui vont tenter de dominer le marché. Même si certains pensent que la 3D allée se faire progressivement le débat se voit opposer sur un même plan les 3D avec utilisation de lunette et sans l'utilisation de lunette. Nul pour le moment ne peut dire qui remportera ce combat, mais une chose semble évidente, c'est que sans prendre en considération le coût des écrans, l'autostéréoscopie domine le domaine des écrans personnels, tandis que les écrans stéréoscopiques actif ou passif se partagent les écrans des ordinateurs au cinéma.

=Liens=
* 3DTV vizualizer and multiplexer http://3dtv.at
* [[GStreamer]] et stereoscopy http://gstconf.ubicast.tv/videos/3d-stereoscopic-and-gstreamer/
* 3D Webcam http://www.minoru3d.com/
* Lunettes 3D NVidia

=Ouvrages=
* Stereoscopic Cinema. Frederic Devernay and Paul Beardsley. "Image and Geometry Processing for 3-D Cinematography Springer Berlin Heidelberg (Ed.) (2010)11-51"DOI : 10.1007/978-3-642-12392-4.

File:Stereogramme.jpg

2011-11-21T11:41:46Z

Foucault corentin: Stéréogramme.

Stéréogramme.

File:Prisme.jpg

2011-11-21T11:41:27Z

Foucault corentin: 3D avec prisme

3D avec prisme

File:Passif.jpg

2011-11-21T11:41:10Z

Foucault corentin: 3D passive

3D passive

File:Parallaxe.jpg

2011-11-21T11:40:46Z

Foucault corentin: 3D avec Parallaxe

3D avec Parallaxe

File:Multivue.jpg

2011-11-21T11:40:26Z

Foucault corentin: 3D sans lunette avec plusieurs spectateurs

3D sans lunette avec plusieurs spectateurs