Depth map (carte de profondeur) : définition, création et usages

À gauche, la photo ; à droite, sa depth map, créée avec notre générateur de depth map (en anglais), premier plan en blanc. Photo : Marco Del Torchio 95, CC0, via Wikimedia Commons.

Qu’est-ce qu’une depth map ?

Le Stéréo-Club Français la définit ainsi : « Système de représentation des niveaux de profondeur d'une image. » [1] La documentation d’Apple pour les développeurs (en anglais) précise qu’au lieu d’une couleur, chaque pixel indique la distance entre l’appareil et cette partie de l’image, soit en valeur absolue, soit par rapport aux autres pixels [2]. En image de synthèse, on parle aussi de Z-buffer ou de « tampon de profondeur » [6] ; le Z désigne l’axe de visée de la caméra [3].

Les distances sont affichées en gris, mais une depth map n’est pas une photo en noir et blanc. Dans une photo, un pull noir est sombre à cause de sa couleur, une ombre l’est parce qu’elle est peu éclairée ; dans une carte de profondeur, seule compte la distance de chaque point. Une photo simplement passée en niveaux de gris n’est donc pas une carte de profondeur : le pull noir y aurait le même gris qu’il soit près ou loin.

Le nombre de nuances compte aussi. Une image en niveaux de gris codée sur un octet par pixel en a 256 [7] : une depth map 8 bits ne peut donc représenter que 256 distances différentes [3]. En 16 bits, on passe à 65 536 profondeurs distinctes [6].

Créer une depth map à partir de votre photo

Notre générateur de depth map, gratuit, utilise le modèle d’IA Depth Anything V2 Small [8] et fonctionne dans votre navigateur : la photo reste sur votre appareil. Vous choisissez un premier plan blanc ou noir, et un fichier PNG 8 ou 16 bits. L’outil est en anglais ; sa page détaille aussi les réglages pour la gravure laser, la CNC, Blender et ControlNet.

Blanc devant ou noir devant ?

Les deux existent. Le glossaire du Stéréo-Club Français indique « clair = en avant, sombre = en arrière » [1] ; le modèle ControlNet de génération d’images a été entraîné avec des cartes où le blanc correspond aux zones proches [4]. À l’inverse, l’exemple de Wikipédia (en anglais) représente les surfaces proches en plus sombre [3]. Le club résume : « Pour certaines application l'arrière-plan est noir et l'avant-plan est blanc, pour d'autres c'est l'inverse ! » [9]

Pour vérifier une carte, regardez un objet que vous savez proche. S’il est sombre alors que votre logiciel attend un premier plan blanc (ou l’inverse), inversez la carte : dans StereoPhoto Maker, la commande s’appelle « Reverse Depth map » [9] ; dans LightBurn, « Negative Image » [10]. Un relief qui se creuse au lieu de ressortir trahit le même problème.

Comment obtient-on une carte de profondeur ?

Mesurée ou estimée ? La caméra TrueDepth de l’iPhone peut mesurer la profondeur directement, en mètres [2]. Parmi les modèles qui partent d’une seule photo, ceux de profondeur relative, comme Depth Anything V2, indiquent quelles parties de la scène sont plus proches ou plus éloignées, sans les distances réelles [14]. D’autres estiment des distances absolues : selon Futura-Sciences, Depth Pro d’Apple crée une carte de profondeur à partir d’une image 2D « sans capteur de profondeur » et estime la distance des objets « en échelle absolue » [5]. Pour un effet d’image, des valeurs relatives peuvent suffire : selon Apple, les écarts entre les points d’une carte issue de la double caméra sont assez fiables les uns par rapport aux autres pour des effets fondés sur la profondeur [2].

À quoi sert une depth map ?

• Photo. Avec une carte de profondeur, un logiciel peut traiter différemment le premier plan et l’arrière-plan, comme le fait le mode Portrait de l’iPhone ; si la profondeur est enregistrée à part, l’effet peut être modifié longtemps après la prise de vue [2].
• Déverrouiller un téléphone. Face ID transforme la carte de profondeur et l’image infrarouge de votre visage en une représentation mathématique, comparée aux données enregistrées [11].
• Montage et étalonnage vidéo. Blackmagic Design présente l’effet Depth Map de DaVinci Resolve 18 comme un moyen de générer une carte de disparité 3D d’une scène « pour étalonner rapidement l’avant-plan séparément de l’arrière-plan » [15].
• 3D et rendu. Dans Blender, le modificateur Displace « déplace des sommets dans un maillage en fonction de l’intensité d’une texture » [16] ; avec une carte de profondeur pour texture, une surface plane devient un bas-relief. À l’inverse, Blender peut produire une carte de profondeur d’une scène 3D : la passe Mist donne la distance à la surface visible la plus proche, « cartographiée sur la plage de 0,0 à 1,0 » [17].
• Gravure laser. Selon la documentation de LightBurn pour ses versions 1.6 et antérieures, le mode « 3D Sliced », réservé aux lasers galvo, grave plus profondément les zones sombres que les zones claires [10].
• Génération d’images. ControlNet utilise une carte de profondeur pour guider Stable Diffusion [4].
• Images en relief. Le Stéréo-Club Français cite parmi les usages la conversion d’images 2D en 3D et la création d’autostéréogrammes [1]. Avec StereoPhoto Maker, on peut lire la carte enregistrée par certains téléphones, puis créer un couple stéréo à partir d’une image et de sa carte, ou enregistrer l’image et sa carte en « Facebook 3D Photo (2D+Depth map) » [9]. Notre outil Créer un stéréogramme accepte une carte de profondeur et en fait une image 3D cachée.

Passer d’une photo 2D à une image 3D

Selon Wikipédia (en anglais), la plupart des méthodes semi-automatiques de conversion stéréo utilisent des cartes de profondeur [13] : à partir de l’image et de sa carte, le logiciel calcule une vue pour chaque œil (le principe est expliqué dans notre guide sur la stéréoscopie). Une carte de profondeur ne montre pas ce qui est caché derrière un objet et représente mal les zones semi-transparentes [13].

Si votre but est une photo ou une vidéo en 3D plutôt qu’une carte, le logiciel de conversion 3D d’Owl3D, pour Windows et Mac, convertit par IA des vidéos et des photos 2D en 3D stéréoscopique, sur votre ordinateur. Il enregistre le résultat en 3D, et non une carte de profondeur. Ce n’est pas instantané : vous lui donnez un fichier que vous avez le droit d’utiliser, et la conversion prend du temps. Dans la version gratuite, chaque conversion est limitée à 60 secondes de vidéo, et le résultat ne porte pas de filigrane. Le résultat est une conversion par IA, et non la version 3D du studio. L’application Owl3D est en anglais.

Les produits Owl3DLogiciel Owl3DUne application pour Windows et Mac qui convertit vos vidéos et photos 2D en 3D.

Pourquoi ma depth map semble-t-elle fausse ?

Questions fréquentes

Depth map et carte de profondeur, est-ce la même chose ?

Oui. Le glossaire du Stéréo-Club Français donne les deux termes pour la même notion : « carte de profondeur - depth-map » [1]. En image de synthèse, on parle aussi de « tampon de profondeur » ou de Z-buffer [6].

Quelle différence entre une carte de profondeur et une carte de disparité ?

Une carte de disparité contient « l’information sur les correspondances des points entre deux vues d'une même scène » [19] : elle indique de combien chaque point se décale d’une image à l’autre. Les objets proches se décalent davantage [2], donc la disparité augmente quand la distance diminue. Blackmagic Design appelle d’ailleurs « carte de disparité 3D » ce que crée l’effet Depth Map de DaVinci Resolve [15].

L’effet Depth Map de DaVinci Resolve fonctionne-t-il uniquement dans la version Studio ?

Dans l’annonce de DaVinci Resolve 18, Blackmagic Design écrit : « La nouvelle carte de disparité génère des caches de disparité 3D d’une scène dans DaVinci Resolve Studio. » [15] Le communiqué rattache donc cet effet à la version Studio. Nous n’avons pas vérifié ce qu’il en est dans les versions plus récentes. Si vous suivez un tutoriel en anglais avec le logiciel en français, cherchez aussi le nom « carte de disparité » : c’est celui que donne le communiqué en français [15].

Dans DaVinci Resolve, Masque Magique ou Depth Map ?

Les deux isolent une partie de l’image pour l’étalonner, mais pas de la même façon. Selon Blackmagic Design, l’outil de la palette Masque Magique reconnaît des objets (personnes, animaux, véhicules…) et suit leur mouvement [15] ; l’effet Depth Map sépare l’image selon la distance, pour traiter le premier plan séparément de l’arrière-plan [15].

Peut-on faire une photo en relief avec une seule image et sa carte de profondeur ?

Oui. StereoPhoto Maker propose « Create 3D image from 2D+Depth map » pour créer un couple stéréo à partir d’une image et de sa carte [9]. Les zones que le premier plan cachait sur la photo, et qui deviennent visibles sur l’une des deux vues, doivent être complétées, à la main ou par le logiciel [13].

Mon téléphone enregistre-t-il des cartes de profondeur ?

Cela dépend du modèle. Sur les iPhone dotés d’une double caméra arrière ou de la caméra avant TrueDepth, ces caméras peuvent enregistrer des données de profondeur [2], et le Stéréo-Club Français explique comment récupérer la carte enregistrée par certains téléphones [9][18]. Vous pouvez aussi créer après coup la carte de n’importe quelle photo, avec un outil d’IA comme notre générateur.