Parallaxe 3D : quelle profondeur reste confortable, et pourquoi un grand écran paraît plus fort

Une image 3D côte à côte : une image par œil. Les petites différences horizontales entre les deux images sont la parallaxe. Une image de la version 3D officielle de Big Buck Bunny. Image : © Blender Foundation, bigbuckbunny.org, CC BY 3.0.

Parallaxe positive, nulle et négative

L’endroit où un objet semble se trouver dépend de l’endroit où ses deux images sont dessinées [1] :

• Parallaxe positive : l’image pour l’œil gauche est décalée vers la gauche, celle pour l’œil droit vers la droite. L’objet paraît derrière l’écran.
• Parallaxe nulle : les deux images sont au même endroit. L’objet paraît sur le plan de l’écran.
• Parallaxe négative : les images se croisent. L’objet paraît devant l’écran.

Le plan de l’écran est fixé par la convergence. En postproduction, on le déplace en décalant les deux images horizontalement, ce que le guide de BSkyB appelle la translation horizontale de l’image [1]. Les stéréographes expriment la parallaxe en pourcentage de la largeur de l’image ; 1 % correspond à environ 19 pixels sur une image de 1920 pixels de large [3]. Pour en savoir plus sur le fonctionnement de la profondeur, voir ce qu’est la stéréoscopie.

Pourquoi un même fichier 3D paraît plus fort sur grand écran

Un fichier enregistre la parallaxe en pixels, c’est-à-dire comme une part de l’écran, quel qu’il soit, qui les affiche. Vos yeux, eux, gardent toujours le même écart : une parallaxe adaptée à une taille d’écran ne convient pas à toutes les tailles [3].

Prenons un arrière-plan à 1 % de parallaxe. Sur un téléviseur de 1,2 m de large, 1 % donne 1 200 mm × 0,01 = 12 mm. Sur un mur de 10 m de large, cela donne 10 000 mm × 0,01 = 100 mm, soit plus que l’écart de vos yeux.

Des spécialistes de la vision de l’université de Californie à Berkeley (Shibata et ses collègues, 2011) prédisent la même chose : un contenu prévu pour un petit écran, agrandi sur un grand écran et regardé de plus loin, cause un peu plus d’inconfort. « Cet effet est dû en grande partie à l’incapacité de faire diverger les yeux confortablement » [4].

La limite absolue : environ 65 mm derrière l’écran

L’écart entre les yeux humains est en moyenne de 6,5 cm (2,5 pouces) [3]. Quand les deux images d’un arrière-plan sont plus écartées que cela, le guide de BSkyB prévient que « cela peut faire tourner les yeux vers l’extérieur, ce qui est à la fois non naturel et extrêmement inconfortable » [1]. Les images peuvent alors devenir impossibles à fusionner [1].

La parallaxe d’arrière-plan maximale, en part de l’image, est donc 65 mm divisés par la largeur de l’image :

• Mur de 10 m : 65 ÷ 10 000 = 0,0065, soit 0,65 %.
• TV de 1,4 m : 65 ÷ 1 400 = 0,046, soit 4,6 %.

Parallaxe d’arrière-plan maximale selon la largeur de l’écran

La largeur est celle de l’image affichée sur l’écran. Pour un fichier côte à côte, mesurez dans la moitié d’un seul œil. Pixels = pourcentage × 1 920.

C’est un plafond, pas un objectif, et les spectateurs dont les yeux sont plus rapprochés l’atteignent plus tôt (l’étude de Berkeley a pris 6,3 cm comme écart des yeux dans l’un de ses calculs [4]). Sur les petits écrans regardés de près, ce plafond est bien au-dessus de ce qui est confortable : pour l’arrière-plan le plus lointain des films sur petit écran, « la plupart des gens sont à l’aise avec un horizon artificiel de +1,8 % à +2,5 % » [3].

Les budgets de confort publiés

Il n’existe pas de norme unique. Les stéréographes interrogés par les chercheurs de Berkeley n’avaient « aucun consensus sur une règle quantitative unique » [4]. Trois règles publiées :

Les chiffres de Sky valent pour la télévision. Reportés sur un mur de 10 m, +2 % donnent 200 mm sur l’écran, environ trois fois l’écart des yeux. Pour la parallaxe avant (négative), il n’y a pas de plafond strict du même type, « car la convergence pose moins de problèmes que la divergence » [3]. Le guide de BSkyB prévient aussi que les coupes entre une forte parallaxe négative et une forte parallaxe positive « peuvent être très inconfortables et fatiguer vite les yeux » [1].

Pourquoi la 3D peut fatiguer les yeux même dans le budget

« Quand on regarde de la 3D, nos yeux font toujours la mise au point sur l’écran, mais peuvent converger n’importe où le long de l’axe Z » [1]. Ce décalage est le conflit vergence-accommodation. Shibata et ses collègues (2011) ont montré qu’il est une cause d’inconfort visuel, avec des symptômes « dont la fatigue oculaire, la vision floue, la lassitude des yeux et les maux de tête » [4].

La distance compte. Le contenu derrière l’écran était moins confortable aux grandes distances de visionnage, le contenu devant l’écran aux petites distances [4]. La zone de confort est large au cinéma et étroite de près : « Au cinéma, la zone va de 1,6 m à l’infini. Avec un appareil mobile, elle ne va que de 0,28 à 0,44 m » [4].

Casques et lunettes AR : l’écran virtuel compte

Un casque ou des lunettes AR affichent un écran virtuel. XREAL, par exemple, règle par défaut les XREAL One sur un écran de 147 pouces à 4 m, et permet de modifier les deux valeurs, avec une distance de 1 m à 10 m [5].

Un écran 16:9 de 147 pouces mesure environ 3,25 m de large (147 pouces × 0,872 = 128 pouces). Si la vidéo le remplit, la limite d’arrière-plan est de 65 ÷ 3 250 = 2,0 %. Agrandissez l’écran virtuel et la limite diminue, comme avec un écran réel.

Ce que cela signifie pour un fichier converti de 2D en 3D

Un convertisseur écrit une seule parallaxe dans le fichier et ne connaît pas votre écran. Une conversion qui semble juste sur une TV peut trop en demander sur un vidéoprojecteur ou un mur LED : vérifiez-la donc sur le plus grand écran que vous utiliserez.

1. Convertissez un court extrait. Choisissez-en un avec un arrière-plan lointain, comme un paysage ou un ciel.
2. Lisez-le sur l’écran réel. Regardez depuis votre place habituelle.
3. Vérifiez l’arrière-plan. S’il paraît dédoublé ou difficile à fusionner, réduisez la profondeur et réessayez.

Owl3D Cloud choisit automatiquement la profondeur et le plan de l’écran ; il n’y a aucun réglage. L’application de bureau Owl3D règle l’Intensité 3D en cinq niveaux : Subtile, Douce, Standard (le niveau par défaut), Forte et Maximale. Par défaut, elle place la convergence sur le sujet ; dans Réglages avancés, vous pouvez choisir Mise au point sujet, Jaillissement ou Manuel. Aucun des deux n’a de réglage de taille d’écran. Pour un très grand écran, testez donc un court extrait sur cet écran et, si l’arrière-plan semble difficile à fusionner, réduisez l’Intensité 3D dans l’application de bureau. Dans les deux cas, le résultat est une conversion par IA, et non la version 3D du studio.

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Questions fréquentes

S’asseoir plus loin aide-t-il ?

En général, oui. À écran et contenu identiques, « une plage donnée de disparités dans l’image affichée devrait devenir plus confortable à mesure que le spectateur s’éloigne de l’écran » [4]. Cela ne change pas la parallaxe sur l’écran lui-même, qui dépend du fichier et de la largeur de l’écran [1][3].