L Imagerie Astronomique en 3D Axel Canicio. L Imagerie Astronomique en 3D La perception de la profondeur La prise de vue La visualisation Les logiciels

L ’Imagerie Astronomique

en 3D

Axel Canicio

L ’Imagerie Astronomique en 3D


•La perception de la profondeur•La prise de vue•La visualisation•Les logiciels : Stereovue•L’adaptation à l ’astronomie

La 3eme dimension dans la vie couranteLa perception de la profondeur




•Repose sur des « Indicateurs »




•10 indicateurs




•10 indicateurs

-4 Indicateurs Physiologiques




•10 indicateurs

-4 Indicateurs Physiologiques

-6 Indicateurs Psychologiques

La 3eme dimension dans la vie couranteIndicateurs Physiologiques




•L ’accomodation- ajustement de la longueur focale du cristallin



•L ’accomodation

•La convergence- angle entre l'axe de visée de chaque oeil




•La convergence

•La disparité binoculaire- la disparité entre les images d'un même objet projetées sur les rétines




•La convergence

•La disparité binoculaire

•La parallaxe du mouvement- le résultat du changement de positiond'un objet dans l'espace, soit à cause du mouvement même de l'objet, soit à cause du déplacement de la tête de l'observateur

La 3eme dimension dans la vie couranteIndicateurs Psychologiques




•La taille de l ’image rétinienne- plus l'image d'un objet est grande, plus l'objet semble près



•La taille de l ’image rétinienne

•La perspective linéaire- la réduction progressive de la taille de l'image à mesure que la distance de l'objet augmente




•La perspective linéaire

•La perspective de surface- le flou que les objets acquièrent avec la distance





•La perspective de surface

•Le recouvrement- l'effet produit lorsque des contours continus semblent plus près de l'observateur






•Le recouvrement

•Nuances et ombres- l'impression de convexité ou de concavité due au fait que la majeure partie de l'éclairage provient du haut






•Le recouvrement

•Nuances et ombres

•Gradients de texture- un type de perspective linéaire qui correspond au degré de rugosité d'un objet uniforme à mesure qu'il s'éloigne

La 3eme dimension dans la vie couranteVue « monoscopique »



•Un œil seul



•Un œil seul

•Le plan de vision est plat



•Un œil seul


•Peu d ’informations de distance



•Un œil seul


•Peu d ’informations de distance

•Reperes insuffisants pour se situer dans l ’espace


La 3eme dimension dans la vie couranteVue « stereoscopique »



•Chaque œil voit l ’objet sous un angle différent




•Le cerveau interprete les deux images




•Le cerveau interprete les deux images

•Il en déduit les informations de distance et de profondeur.


Théorie de prise de vue



•Il faut 2 prises de vue




•Centrées sur le même point dans l’espace





•Chaque prise faite à partir d ’une position différente





•Chaque prise faite à partir d ’une position différente

•Situées sur le même plan horizontal


La prise de vue


La prise de vue

•Deux méthodes possibles :


La prise de vue


•2 Prises de vue simultanées avec 2 caméras


La prise de vue



•2 Prises de vue succéssives avec 1 caméra par la methode du « travelling »


1 Gauche

La prise de vue



•2 Prises de vue succéssives avec 1 caméra par la methode du « travelling »


1 Gauche 2 Droite

La visualisationProblematique


•Comment reproduire l ’effet de profondeur ?

•Comment faire « voir » à chaque œil une image différente ?

La visualisationMethodes


•Techniques

-Polarisation-Affichage alterné

•Naturelles

-Vision Parallele-Vision Croisée-Stéréoscope-Anagyphes

La visualisationMethodes


La visualisationPolarisation


•Lumiere : ondulations multidirectionnelles

•Polarisation

->filtrage des ondulations sur un seul plan

exemple, lunettes solaires haut de gamme polarisantes « polaroid sunglasses»

La visualisationPolarisation


•Utilisation de deux projecteurs

•Chacun equipé d ’un filtre polarisant orienté à 90° par rapport à l ’autre.

•Nécessite un écran de projection metallisé

•Le spectateur est equipé de lunettes polarisantes

•Chaque verre polarisant est orienté de la même façon que celui du projecteur correspondant.

La visualisationAffichage alterné


•Un seul projecteur ou écran

•Image droite et gauche projetées alternativement à 50Hz minimum. (frequence totale 100Hz)

•Le spectateur est equipé de lunettes LCD à obturation, synchronisées avec le projecteur.

•Chaque verre est opacifié 50 fois par seconde en synchronisation avec l ’image opposée.

La visualisationVision Parallele (1)


•Deux images situées côté à côté

•Les centres des deux images espacéesdans l ’absolu au maximum de 6.5 cm

•Images de petite taille

•Chaque œil voit uniquement l’image qui lui est destinée

La visualisationVision Parallele (2)


•Le cerveau crée une image, qui apparaît entre les deux images d ’origine.

•Cette image est en relief

•Petite gymnastique nécessaire

•L’accomodation et la convergence ne concordent pas :

-Plan de l’image proche

-Convergence nulle (visée lointaine)

•Au début l ’image est floue et devient plus nette avec un effort

•---> maux de tête… :-(

La visualisationVision Parallele (Exemple)


Gauche Droite

° °Astuce : faire comme si on cherche à regarder derriere l ’écran

La visualisationVision Croisée (1)


•Deux images situées côté à côté

•image de gauche placée à droite

•image de droite placée à gauche

•Un carton percé d’une fenêtre unique

•Croisement des yeux

•Chaque œil ne voit que l ’image qui lui est destinée

La visualisationVision Croisée (2)


•Le cerveau force les deux images en une seule imagequi apparâit entre les deux images d ’origine.

•Cette image est en relief

•Petite gymnastique nécessaire

•L ’ accomodation et la convergence ne concordent pas :

-Plan de l’image lointaine

-Forte convergence (visée proche)

•Au début l ’image est floue et devient plus nette avec un effort

•---> maux de tête… :-(

La visualisationVision Croisée (Exemple)


Droite Gauche

° °Astuce : Mettre votre doigt entre les images, et progressivement le rapprocher vers voustout en le regardant.

La visualisationAnaglyphes (1)


•Image construite à partir d ’une combinaison des composantes RVB des deux images d ’origine.

-Gauche -> Couche R

-Droite -> Couche V+B

La visualisationAnaglyphes (2)


•Image construite à partir des composantes RVB des deux images

Gauche -> Couche Rouge

Droite -> Couche Verte+Bleue

La visualisationAnaglyphes (Exemple)


Le traitementLogiciels


Le traitementLogiciels


Nom Auteur Plateforme Licence Langue

Anabuilder Win (JavaVM) Open Source En

Anaglyph Maker Takashi Sekitani Win Freeware En

3DMaker Sandy KnollSoftware

Win/MacOS Shareware$6.50

En

Z-Anaglyph Georges Rosset Win Freeware Fr/En

StereoVue Gilbert Grillot Win Freeware Fr

Le traitementStereoVue

(Gilbert Grillot)


•100% Français


(Gilbert Grillot)


•100% Français•Simplicite d ’utilisation


(Gilbert Grillot)


•100% Français•Simplicite d ’utilisation•Génère plusieurs types de couples stéréo


(Gilbert Grillot)



-Parallele


(Gilbert Grillot)



-Parallele-Croisée


(Gilbert Grillot)



-Parallele-Croisée-Anaglyphe


(Gilbert Grillot)



-Parallele-Croisée-Anaglyphe-Transparence


(Gilbert Grillot)



-Parallele-Croisée-Anaglyphe-Transparence-etc…

•Adresse internet: http://ggrillot.free.fr(Version 1.0d)


(Gilbert Grillot)


•Exemple d ’utilisation

Application à l ’astronomie


Application à l ’astronomieProbleme...




•Comment faire les deux prises de vue ?




•Les distances sont… astronomiques




•Les distances sont… astronomiques

•Convergence artificielle impossible(Impossible de se déplacer pour les 2 prises de vue)

Application à l ’astronomieSolutions...




•Attendre...



•Attendre...

•Attendre...



•Attendre...

•Attendre...

•Et encore attendre…





•Rotation et Oscillations




•Déplacement sur fond étoilé ou sur un autre objet (transit)









•Effets d ’ombre (croissants)





•Effets d ’ombre (croissants)

•Coopération entre deux observateurs(lorsque l ’objet n ’est pas trop lointain : Lune)

Le Soleil


•Détails variables

Le Soleil



•Methode : Rotation

•Rotation 360° en 27 jours

•3° en 6 heures environ

Le Soleil




•Durée entre deux prises de vue : 4 à 6 heures

Le Soleil




•Durée entre deux prises de vue : 4 à 6 heures

•Le plus spectaculaire est en H-Alpha (protubérances, flares).

Le Soleil




•Durée entre deux prises de vue : 4 heures

•Le plus spectaculaire est en H-Alpha (protubérances, flares).

•Notes :

-Nécessite la désaturation de l ’image (monochrome)

-Impossible d ’obtenir du Cyan sur une image H-Alpha (rouge)


© Philippe Rousselle

Le SoleilSpectrohelioGraphie

Le SoleilSpectrohelioGraphie


© Philippe Rousselle

La Lune


La Lune


•Details nombreux

La Lune


•Details nombreux

•Methodes :

-Libration (rotation)

-Cooperation

La Lune


•Details nombreux

•Methodes :


-Cooperation

•Durée entre deux prises de vue : 28 jours(Libration) ou simultanée (coopération)

La Lune


•Details nombreux

•Methodes :


-Cooperation

•Durée entre deux prises de vue : 28 jours (Libration) ou simultanée (coopération)

•Orientation de l ’image doit être corrigée (Libration)

La Lune


•Details nombreux

•Methodes :


-Cooperation

•Durée entre deux prises de vue : 28 jours (Libration) ou simultanée (coopération)

•Orientation de l ’image doit être corrigée

•Inconvénient…le nord ne sera pas forcément en bas (Libration)...

La Lune(Libration)


La Lune(Libration)


La Lune (Libration)


La Lune(Libration)



La Lune(Libration)


La Lune(Cooperation)

© Gerardo Addiego (Uruguay) et Sylvain Weiller (France)


La Lune(Cooperation)

© Gerardo Addiego (Uruguay) et Sylvain Weiller (France)

Jupiter


Jupiter


•Détails nombreux

Jupiter




Jupiter




•Durée entre deux prises de vue : 10 minutes

Jupiter


Images © Mike Salman (Australie)

Jupiter



Jupiter



Mars




•Durée entre deux prises de vue : 25 minutes

Mars


Images © Teiva Leroi

Mars


Images © Teiva Leroi

Saturne


•Peu de détails à la surface

•Methode : Inclinaison des anneaux

•Durée entre deux prises de vue : 1 an

•Orientation de l ’image dans le sens vertical

Saturne


Images © Eric Madeleine

Saturne


Images © Eric Madeleine

Venus


•Methode : Variation du croissant

•Facile à mettre en œuvre

•Difficile à visualiser

•Peu de détails à la surface

•Durée entre deux prises de vue : 5 à 6 jours

Venus


Images © Christophe Pellier

Venus


Images © Christophe Pellier

Transit de Venus (08/06/2004)


Images © Axel Canicio


Images © Axel Canicio

Transit de Venus (08/06/2004)

Cometes


•Methode : Déplacement (sur son orbite) par rapport au fond etoilé

•Durée entre deux prises de vue : de 5 minutes à 24 heures, en fonction

-de sa distance

-du champ de la prise de vue

Cometes (exemple)


Images © Ludovic Jaugey

Cometes (exemple)


Images © Ludovic Jaugey

FIN


Documents

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