Une ourse polaire au cinéma 3D
Illustration L. Gmür EPFL SPS 2020
Sais-tu comment fonctionnent les cinémas 3D ?
Aujourd’hui, tu vas découvrir comment il est possible de projeter des films 3D au cinéma. Pour ce faire, il va falloir étudier ton cerveau et apprendre à connaitre un peu mieux la lumière.
Kate l’ourse polaire : Voulez-vous venir au cinéma avec moi ?
Didier le manchot : Salut Kate ! Avec plaisir, j’irai bien voir le Livre de la jungle.
Kate : Je l’ai déjà vu. Et si on allait voir la Reine des neiges en 3D.
Didier : Ah non ! Pas la 3D ! Cette nouvelle technologie… c’est vraiment pas mon truc !
Kate : Tu dis ça parce que tu ne comprends pas comment ça marche ! Viens, je vais t’expliquer…
Pour faire les différentes expériences, tu auras besoin au minimum :
- D’une paire de lunette de cinéma 3D
- D’un miroir
- D’un écran d’ordinateur
Pour comprendre comment marche le cinéma 3D, il faut commencer par comprendre comment nous arrivons à voir le monde en volume. Pour ce faire, Kate te propose une première expérience.
Expérience 1
Le doigt bizarre
Fixe un objet à deux-trois mètres devant toi, ferme l’œil droit (ou cache–le avec ta main). Tends le bras et aligne ton pouce avec l’objet.
Ensuite, sans bouger ton pouce, rouvre l’œil droit et ferme l’œil gauche.
Que se passe-t-il avec ton pouce ? Pourquoi ?
Vérifie ton raisonnement avec les explications ci-dessous :
Le pouce semble se déplacer car il y a un espace entre notre œil droit et notre œil gauche. Cet effet s’appelle la parallaxe.
Notre cerveau utilise cette petite différence d’angle de vue pour créer une image en volume.
Maintenant que tu as compris comment tu pouvais voir les distances, je te propose un petit test. Ferme un œil et secoue tes mains devant toi. Compte jusqu’à trois et essaye de toucher l’index de ta main droite avec celui de ta main gauche… Pas si facile !
Expérience 2
Les lunettes 3D
Pour voir un film en 3D, il faut donc que tu puisses voir une image différente sur chaque œil. C’est là que les lunettes sont importantes !
Tu as peut-être déjà vu des lunettes avec un verre rouge et l’autre bleu comme celle-ci :
L’idée de ces lunettes est d’avoir un verre qui ne laisse pas traverser la lumière bleue et l’autre la lumière rouge. Comme cela, il suffit d’avoir une image bleue et une image rouge légèrement différente.
Chaque œil va voir une image différente et ton cerveau va reconstruire une image 3D. Le problème de ces lunettes rouge/bleu, c’est qu’elles ne marchent pas très bien si l’objet est de couleur rouge ou bleu. On te laisse réfléchir pourquoi.
De nos jours, on utilise plutôt des lunettes comme celles-ci:
Mets-les et regarde-toi dans un miroir. Essaye de te regarder bien droit puis de tourner la tête un peu sur la gauche et la droite. Essaie également de fermer un œil puis l’autre.
Que constates-tu ?
As-tu une idée de ce qui se passe ?
Vérifie ton raisonnement avec les explications ci-dessous :
Quand on se regarde bien droit dans le miroir avec les lunettes, on a une sensation bizarre. Comme si on voyait ses yeux tout en ne les voyant pas. (Ça fait, d’ailleurs, un peu mal à la tête)
Si on tourne un peu la tête, on verra que les lunettes deviennent transparentes sur un œil et pas l’autre.
Quand on ferme un œil, on constate le même phénomène.
Alors comment cela fonctionne ?
Tu ne le sais peut-être pas mais la lumière est une onde. Une bonne façon de se représenter une onde est de s’imaginer une longue corde et d’avoir un enfant qui secoue un bout de celle-ci. Les secousses partent du bras de l’enfant et se propagent le long de la corde.
Dans le cas de la corde, il est facile de voir la vibration qui se déplace, ce n’est pas possible pour la lumière. Fais confiance à Kate, cette vibration existe.
Maintenant, supposons que l’enfant qui agite la corde soit un petit peu discipliné. A la place de faire des mouvements dans tous les sens, il va agiter son bras dans une seule direction.
Si les mouvements de l’enfant sont parfaitement verticaux, l’onde de la corde sera, elle aussi, verticale. Par contre, si les mouvements de l’enfant sont horizontaux, l’onde le sera aussi. Les scientifiques appellent ces ondes bien plates des ondes polarisées. En général, la lumière que tu vois n’est pas polarisée. En particulier, le soleil ou une lampe produisent de la lumière qui vibre dans tous les sens.
Mais si on veut, on peut, tout à fait, produire de la lumière polarisée.
Et même plus fort encore ! Il est possible de faire des morceaux de plastique qui laissent passer uniquement la lumière verticale ou horizontale. C’est avec ce plastique que sont faits les verres des lunettes 3D !
Expérience 3
Et le cinéma 3D dans tout ça?
Maintenant, tu as tout ce qui te faut pour comprendre comment fonctionne le cinéma en 3D.
Dans la salle de cinéma, il y a deux projecteurs et chacun projette une image légèrement différente. Un des projecteurs utilise de la lumière polarisée verticalement et l’autre de la lumière polarisée horizontalement.
Chaque verre bloque un type de lumière différent et donc tes yeux reçoivent une image légèrement différente. C’est pour cela que tu as l’impression de voir en 3D.
Une dernière expérience !
Un dernier test que tu peux faire ! Regarde un écran d’ordinateur avec tes lunettes 3D et incline la tête légèrement sur la gauche et puis sur la droite. Ça marche mieux si ton ordinateur affiche une image très blanche et très lumineuse.
Alors que se passe-t-il ?
Vérifie ton raisonnement avec les explications ci-dessous :
Tu devrais voir l’écran passer de jaune à bleu. Cela est dû à plusieurs phénomènes.
Premièrement, les écrans d’ordinateur produisent de la lumière polarisée.
Ensuite les verres de tes lunettes ne sont pas de très bonne qualité ils ne fonctionnent pas pareil selon les couleurs. Si tu inclines un peu la tête sur la droite, la lumière de couleur jaune passe plus facilement à travers les lunettes. A l’inverse, c’est la lumière de couleur bleue qui traverse mieux tes lunettes quand tu regardes un peu sur la gauche.
Finalement, le cinéma 3D n’utilise pas de la lumière polarisée verticalement et horizontalement mais de la lumière polarisée circulairement. Imagine-toi que l’enfant fait des cercles avec son bras et avec la corde.
En effet, le problème avec de la lumière polarisée verticalement ou horizontalement est que le spectateur doit garder la tête parfaitement droite. Si tu incline un peu la tête la lumière verticale ne sera plus verticale !
Si ça t’intéresse, tu peux aller lire ce site web pour en savoir plus.
La question restante est de savoir si les ourses polaires sont verticales ou horizontales !
Filme ou photographie, toi aussi, ton expérience et partage nous ton résultat sur les réseaux sociaux :
@EPFL_SPS
Si tu n’as pas accès à ces réseaux sociaux, tu peux toujours nous envoyer ta vidéo par mail, elle sera peut-être publiée sur nos réseaux !
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