Quarante ans après la projection de ses premiers films devant les membres de la Société d’encouragement à l’Industrie nationale, Louis Lumière a projeté le 25 février devant les membres de l’Académie des sciences, les premiers films stéréoscopiques destinés à donner aux spectateurs la sensation du relief.

Le relief

La sensation du relief est celle que nous percevons lorsque nous regardons les objets matériels dans l’espace, ce qui nous permet d’apprécier les positions et les dimensions relatives de ces objets.

La faculté de percevoir le relief est le fruit d’une longue expérience et dépend de divers facteurs physiologiques et psychologiques. Inconsciemment l’enfant apprend à estimer la troisième dimension en tenant compte de l’apparence des lumières et des ombres et il s’initie peu à peu aux lois de la perspective linéaire : mais la perspective du relief est dûe surtout à la conformation des organes de la vue. Suivant l’éloignement des objets, nos yeux modifient la courbure du cristallin, afin d’avoir de ces objets une image toujours nette : c’est ce que l’on appelle l’accommodation. De plus nos yeux convergent exactement tous deux vers le point qu’ils fixent, l’angle de convergence étant également variable d’un point à un autre. L’accommodation et la convergence des yeux demandent de notre part un certain effort que nous parvenons à apprécier et qui nous renseigne suffisamment sur les dimensions et les éloignements relatifs des objets regardés.

La conséquence immédiate de la vision binoculaire est que les images d’un même objet formées sur la rétine par chacun des deux yeux ne sont pas identiques. La différence est d’autant plus sensible que les objets sont plus rapprochés. Pour s’en rendre compte, il suffit de regarder un crayon disposé par le bout devant l’œil droit ouvert, le gauche étant fermé, puis sans bouger le crayon ni la tête, de fermer l’œil droit et d’ouvrir le gauche. On aura du crayon un aspect tout différent.

La cause la plus accessible de la sensation de relief étant due à la formation de deux images différentes dans les yeux de l’observateur, on s’est efforcé au moyen de deux images d’un objet identiques respectivement à celles vues par chacun des yeux de redonner l’exacte sensation de la réalité. C’est le problème de la stéréoscopie. Il consiste à établir d’abord le stéréogramme, c’est-à-dire les deux perspectives qui conviennent à chaque œil et ensuite de faire en sorte que chaque œil voie seul la perspective qui lui correspond ; et que le dispositif employé fonde les deux images en une seule.

La photographie permet d’obtenir d’une façon simple les stéréogrammes cherchés au moyen ile deux objectifs, placés l’un à côté de l’autre, séparés par une distance voisine de l’écartement des yeux et correspondant chacune à une chambre noire distincte. Pour obtenir d’après un stéréogramme négatif, une épreuve positive, il faut transposer les images, c’est-à-dire restituer à chaque œil elle qui lui correspond. En effet, les images données par les objectifs sur la plaque sensible sont renversées (parties hautes en bas et vice-versa) et inversées (parties de droite à gauche et vice-versa). Le tirage de l’épreuve positive fait passer à gauche les points du négatif qui se trouvaient à droite. Ainsi l’image correspondant à l’œil droit sera à gauche, et l’Image correspondant à l’œil gauche sera à droite.

Les stéréoscopes permettent de fusionner les deux images après transposition et donnent une bonne sensation de relief.

En cinématographie il est beaucoup plus difficile d’obtenir les résultats satisfaisants. Ou bien les images droite et gauche sont projetée successivement sur l’écran, ou bien elles le sont simultanément. Dans le premier cas, il faut devant chaque spectateur un système d’obturation qui démasque en phase avec les projections, tantôt un œil, tantôt l’autre.

Les frais d’installation d’un tel appareillage seraient trop Importants et le système obturateur fort désagréable.

Dans le deuxième cas, la sélection dans le temps est remplacée par une sélection spatiale : les deux images droite et gauche projetées simultanément sont différenciées par une de leurs propriétés optiques ; le spectateur sera muni d’un système analyseur dissymétrique.

La propriété optique utilisée par Lumière a été la coloration avec, comme système analyseur, des lorgnons limités. C’est la méthode des anaglyphes déjà ancienne.

Les anaglyphes

Inventé par Holmann, en 1853, d’Alméida exposace procédé à l’Académie des sciences en 1858 et Ducos du Hauron le vulgarisa et lui donna son nom (du grec : objet ciselé, figure en relief). D’Alméida projetait séparément et simultanément deux vues sur un écran en faisant passer les rayons de l’un au travers d’un verre de couleur c et les rayons de l’autre au travers d’un verre de couleur c’ complémentaire de c  ; les vues se superposaient sur l’écran. Les spectateurs armés d’un lorgnon ayant un verre de couleur c et un verre de couleur c’ , ne voyaient avec chaque œil qu’une des deux projections et ils la voyaient noire. L’image résultante unique donnait l’illusion du relief. Ducos du Hauron imprima l’une sur l’autre les deux vues stéréoscopiques en couleurs complémentaires.

Supposons un anaglyphe tiré en rouge et vert sur fond blanc, l’image rouge étant celle qui correspond à la vision par l’œil gauche et la verte celle qui correspond à la vision par l’œil droit. Nous mettrons le lorgnon verre rouge à droite, verre vert à gauche, Il se produit alors le curieux chassé-croisé que voici : les radiations rouges émises par le fond blanc parviennent à l’œil droit, armé d’un écran rouge, mais les radiations vertes émises par la figure tirée en vert ne lui parviennent pas ; cette figure, perspective de l’objet par rapport à l’œil droit, apparaîtra donc noire sur fond rouge et pour cet œil la figure rouge ne se distinguant plus du tond, sera effacée ; de même les radiations vertes émises par le fond blanc parviennent à l’œil gauche, armé d’un écran vert, mais les radiations émises par la figure tirée en rouge ne lui parviennent point : l’œil gauche verra donc une seule des deux figures et il la verra noire. Les conditions de la vision stéréoscopique sont réalisées : l’impression de relief s’ensuit. Le fond du tableau, teinté en vert clair pour l’œil gauche, en rouge clair pour l’œil droit, prend, dans l’image résultante, une teinte neutre, grisâtre, qui semble blanche par comparaison avec les tons foncés de l’objet.

Le principe des anaglyphes était cependant resté élémentaire, car les couleurs n’étaient pas exactement complémentaires et le rouge fatiguait la vue. Tout l’effort de Louis Lumière a été de trouver des filtres colorés convenables ; d’ailleurs, son brevet pris dès 1932, porte ce simple titre : Écrans colorés pour projections stéréoscopiques.

II a cherché à permettre à chacun des yeux de recevoir à la fois des radiations rouges et des radiations vertes, mais de longueur d’onde différente pour assurer la perception exclusive par chaque œil de l’image qui lui est propre.

Les écrans de lumière ne sont ni rouges, ni verts. Ils portent pour l’œil droit et pour l’œil gauche, des complexes de colorants organiques (vert naphtol, éosine et tartrasine, pour l’œil gauche : bleu cyanol et saccharéine du diethylmetaminophénol pour l’œil droit) dont les couleurs-lumière donnent une somme exactement équivalente à la lumière blanche. Ainsi ces filtres laissent passer ; l’un, toutes les radiation. du spectre comprise entre 550 et 640 microns ; vert, jaune, rouge ; l’autre, le reste du spectre visible, c’est-à-dire les radiations comprises de 400 à 550 microns d’une part (violet, indigo. bleu, vert) et celles comprises entre 640 et 700 microns de l’autre (rouge). Le principe des anaglyphes est respecté, chaque œil recevant une impression chromatique différente ; mais les deux yeux reçoivent des quantités d’énergie lumineuse équivalentes. Cet équilibrage de l’énergie assure la suppression de toute fatigue.

Enfin, les colorants réalisés par Lumière sont peu absorbants pour l’énergie lumineuse, c’est-à-dire qu’ils ne diminuent que dans une faible partie la luminosité de la projection.

Dans la pratique, l’application de cette méthode conduira à l’utilisation d’appareils de prises de vues stéréoscopiques, d’appareils de projection munis d’écrans colorés respectivement avec les mêmes pigments complexes que les verres de gauche et de droite du lorgnon spécial que devront porter les spectateurs pour avoir l’impression du relief.

Telle est la découverte de Louis Lumière. Avant d’y parvenir, il a étudié 1 500 matières colorantes pour trouver parmi elles les complexes de couleur sur lesquels repose son système. Pour les prises de vue, Lumière a utilisé deux appareils dont les axes des objectifs étaient écartés de 70 millimètres. Les deux images du couple sont obtenues à l’aide d’objectifs placés transversalement, leurs axes étant parallèles et non en coïncidence, des prismes ramenant sur la surface occupée habituellement par une image élémentaire les deux images stéréoscopiques, celles-ci étant placées l’une au-dessus de l’autre (voir la figure du film). Le film chemine horizontalement.

S’il existe de nombreux autres systèmes pour la réalisation du cinéma en relief : procédés qui consistent dam des modifications apportées aux écrans ; procédés qui différencient les deux images par la polarisation ou par la différence d’éclairement, le procédé Lumière est de beaucoup le plus au point et le plus saisissant.

Quel sera son avenir ? Le port du lorgnon ne rebutera-t-il pas le spectateur ? C’est l’énigme de demain.

Jean HESSE.