Méthode de visualisation d'images en relief

Par Silicium628 -dernière modif: 19 aout 2008


Il vous faut récupérer un prisme à 90º dans une ancienne  paire de jumelles 7x35. ( on en trouve d'occase pour une dizaine d'euro, ou moins, il y a 4 prismes par instrument).
Attention: certaines jumelles récentes légères comportent des prismes à 30º et 60º qui ne conviennent pas.

PRINCIPE:

Dans les jumelles à prismes, le grossissement de l'image est obtenu par l'utilisation de deux lentilles convergentes, l'objectif (le grand côté) et l'oculaire (le petit bout de la lorgnette).

Ces lentilles sont composées de plusieurs lentilles accolées afin de former un ensemble achromatique (qui dévie toutes les couleurs de la même façon).

Cela procure une image à grand champ mais qui a l'inconvénient d'être inversée (haut-bas ET droite-gauche c'est à dire tournée comme si vous tournez une photo posée sur la table en la faisant glisser)

L'interposition de deux prismes en série entre l'objectif et l'oculaire permet de redresser l'image, en deux temps, le premier la retourne verticalement, le second horizontalement, comme sur la figure ci-dessous. 

Les prismes utilisés de cette manière ne décomposent pas la lumière en faisceaux de toutes les couleurs parce que les rayons franchissent la séparation air/verre perpendiculairement aux surfaces, et que de plus l'entrée d'un rayon est symétrique à sa sortie du prisme comme indiqué sur l'image ci-dessous..

Une autre façon d'utiliser un prisme est illustrée sur l'image suivante.

Cette fois l'angle du rayon incident avec la surface air/verre étant quelconque, il y a décomposition spectrale suivant les lois de la réfraction, l'indice de réfraction dépendant de la nature du milieu ET de la longueur d'onde (si on nomme i1 l'angle d'incidence et i2 l'angle de réfraction, on a:

 sin( i2) = n sin ( i1) , n étant l'indice de réfraction. Voir cours de physique de 1ere.

C'est très joli, ça débouche sur plein d'applications vachement utiles comme la spectroscopie (bien que pour cela on utilise plutôt des réseaux), mais c'est très gênant si on veut utiliser un prisme pour dévier légèrement un rayon lumineux sans l'altérer.

Mais il existe une autre manière d'utiliser un prisme: si on annule l'angle d'incidence (rayon entrant perpendiculaire à la surface d'un petit coté, il n'y a plus de réfraction, le rayon file tout droit à l'intérieur du prisme, il se réfléchit sur le grand coté (l'hypoténuse du triangle rectangle), et ressort perpendiculaire à la surface de sortie (dioptre), donc sans être décomposé.

L'angle de déviation obtenu avec des prismes rectangle de jumelles est de 90º. voir figure ci dessous.

Mais il s'avère que si on change cet angle d'incidence en gardant le principe de la réflexion sur l'hypoténuse, IL N'Y A TOUJOURS PAS DE DÉCOMPOSITION SPECTRALE.

Cela vient du fait que la décomposition interne de la lumière est exactement compensés par une recomposition de la lumière blanche à la sortie du prisme, par raison de symétrie. (Oups, oui je sais, mon prof de math me l'avait expliqué, la raison de symétrie est une notion que la raison ignore, mais je suis incorrigible !) Je vous laisse faire plein de calculs d'optique géométrique.

En clair, les différentes couleurs ressortent parallèles, et l'oeil voit une image impeccable pas du tout irisée, juste DÉVIÉE et INVERSEE.

J'ai découvert cela par hasard et j'ai trouvé que c'était très utile pour obtenir une vue en relief à partir de deux images stéréoscopiques affichées côte à  côte à l 'écran. ( L'image de droite devant être préalablement inversée droite-gauche). Voir figure ci-dessous:

Vous devez viser du regard l'image de gauche, tout en tenant le prisme de la main droite entre le pouce et l'index (par les faces non-optiques...), le disposer devant l'oeil droit, en l'orientant précisément de façon à ce que cet oeil aperçoit l'image de droite superposée à celle de gauche.

Le relief obtenu est saisissant, les couleurs sont intactes, contrairement à ce qui ce produit avec les anaglyphes.

Le seul inconvénient est que la taille horizontale de l'image ne peut excéder  la moitié de celle de l'écran.

Voici une image pour tester la méthode. (vous pouvez l'enregistrer sur le disque dur, puis la visualiser sur tout l'écran... Si votre résolution est 800x600, ça devrait cadrer tout juste. Pour 640x480, vous devriez en réduire la taille avec Paint Shop Pro [par exemple] ).

Lorsque le prisme est bien disposé, vous devez voir non pas 3 ou 4 images mais deux comme à l'oeil nu. SI VOTRE DOUBLE-IMAGE EST BIEN CENTREE HORIZONTALEMENT A L'ECRAN, vous ne devez voir qu'un seul écran d'ordinateur et pas 1,5 ou 2 etc...

Le prisme doit être tenu TRES PRES de l'oeil droit (environ 1cm) pour obtenir un champ suffisamment grand.

Attention:

Un prisme est taillé dans un bloc de verre, et peut présenter de arêtes coupantes. Donc attention aux yeux ! Je vous conseille d'émousser les arêtes tranchantes avec du papier de verre avant toute manipulation. Je décline toute responsabilité en cas de maladresse de votre part.

Pour une utilisation courante, vous devriez coller le prisme sur une petite planchette de façon à rendre impossible tout contact entre le prisme et l'oeil.

Vos remarques sont les bienvenues.

Silicium628.