Mise à Jour 02/10/06
Auteur: Gilbert Grillot

StereoVue *|* 3D

Monteuse et Visionneuse de Couples d'Images Stéréo

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Aide au Montage de Couple d'Images Stéréo

Méthode de Calage utilisant 3 paires de points homologues

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Sommaire
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Principe de la Prise de Vue Stéréoscopique
Principe de Montage des Couples d'Images Stéréo

Principe de la Méthode de Calage avec « 3-points »

En Pratique - les Étapes du montage
Comment choisir et régler une paire de points homologues

Méthode de Calage sur 3 paires de points homologues
Aide au calage et vérification par la Grille
Mode d'emploi de la loupe – Positionner les points homologues:

Régler la Fenêtre Stéréo

Corriger la Géométrie des Images

Enregistrer les Couples Recalés

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Important: StereoVue gère les boutons de la souris de manière particulière

Les Fonctions Souris:

La gestion des boutons de souris par défaut peut surprendre (inversé par rapport à l'ordinaire pour la pose des points). Ceci a été choisi pour éviter d'effacer les points trop facilement et faciliter la « navigation dans l'image ».
Néanmoins, si cela vous déroute, vous pouvez inverser la fonction des boutons de souris
dans le menu « Options » -sous menu « Modifier l'action des boutons de la souris ».

Bouton Gauche de la Souris pour 'Naviguer' dans l'image:

Click Gauche dans une image sélectionne la vue de travail,

et positionne le point fixe du zoom

Bouton gauche enfoncé et tiré = déplacement de l'image (scroll)

'Double Click Gauche' : Bascule du mode 'Loupe': le Zoom est en position Maximum *4

au mode 'AutoZoom': la taille de l'Image est adaptée à la fenêtre.

Roulette de la souris pour zoomer dans l'image:

zoomer progressivement vers l'avant ou vers l'arrière.

Pour les souris 3 boutons, sans roulette: bouton central = zoom+; Maj + bouton central = zoom-

Bouton Droit de la Souris pour 'Poser' les points et tracer le cadre de sélection.

Click Droit' : sélectionne la vue de travail et

Pose un point homologue, en fonction du bouton sélectionné dans la fenêtre de Montage.

'Ctrl' + 'Click Droit':

Dans les modes avec superposition: permet de poser 1 paire de point homologue en un click

( comme une épingle traverserai 2 diapos)

Principe de la Prise de Vue Stéréoscopique:

Un couple d'images stéréo est composé de 2 vues, Gauche et Droite, prises de 2 points différents ayant même altitude mais séparés horizontalement par une distance que l'on appelle « base stéréoscopique ». Les directions de vision (axe optique de l'objectif photo) entre les 2 prises de vue doivent être parallèles.

Du fait de ces points de vue différents, les images obtenues sont différentes. Les points de la scène réelle ne sont pas tous projetés aux mêmes coordonnées images horizontales dans les 2 vues car la scène est vue sous un angle de vue horizontal légèrement différent. On met en évidence ce que l'on appelle les différences de parallaxe.

Un point matériel de la scène réelle est projeté dans chacune des vues en un point image. On appelle paire de points homologues, l'ensemble des 2 points images (un dans chaque vue) correspondant à un même point matériel de la scène réelle.

Chaque paire de points homologues présentera une différence de coordonnées horizontales proportionnelle à la distance à l'objectif du point de la scène réelle correspondant.

Lors de l'observation des 2 vues au stéréoscope (une vue différente pour chaque oeil), ces différences seront perçues par le cerveau et interprétées comme informations de profondeur. Elles donneront naissance à la perception du relief.

Prise de Vue simultanée:

On utilisera de préférence un appareil photo stéréo à 2 objectifs, ou un couple d'appareils synchronisés et mécaniquement solidaires.
Grâce à un couplage mécanique précis on peut éliminer les rotations. Le calage du couple stéréo numérique est alors réduit à sa plus simple expression: placement de la fenêtre stéréoscopique par simple translation latérale.

Ces montages sont utilisés pour photographier les sujets en mouvement. La synchronisation temporelle du déclenchement des appareils est alors indispensable. Il faut noter que, actuellement, peu d'appareils numériques permettent une synchronisation précise compatible avec la photographie de sujets en mouvement rapide.

Si les appareils sont munis d'objectifs zoom, il peut être nécessaire de corriger une erreur de taille de l'image du fait d'une mauvaise synchronisation des zooms.

Prise de Vue en deux temps:

On utilisera alors un appareil monté sur un pied photo muni d'une glissière horizontale. On élimine alors problèmes de calage liés aux rotations.
Avec un peu de soin, on peut aussi faire une prise de vue à main levée en 2 temps (méthode cha-cha). A l'aide de repères dans le viseur on peut conserver le parallélisme des axes optiques. Il y aura néanmoins quelques rotations à corriger.
En macrophotographie, la distance à l'objet photographié est difficile à garder lors d'une prise de vue stéréo en deux temps. On aura alors un défaut de grandissement qu'il faudra corriger.

La prise de vue en 2 temps ne permet pas de photographier en relief des sujets en mouvements, sinon pour la recherche de certains effets spéciaux.

Base « Naturelle » de prise de vue:

On peut définir une base stéréoscopique « naturelle » correspondant à l'écartement interpupillaire moyen chez l'Homme: 6.5 cm.

Une règle simplifiée de stéréoscopie dite « règle du 1/30e », donne la correspondance entre la valeur de la base stéréo (BS) et la distance de l'objectif au premier plan (DP) :

BS / DP = 1 / 30

Pour une base de 6.5 cm, le premier plan devra être situé à environ 2 mètres de l'appareil photo.

Principe de Montage des Couples d'Images Stéréo:

Le but du calage d'un couple d'images stéréo est de placer chaque point d'une vue à la même hauteur que son homologue de l'autre vue.

Pour obtenir ce résultat la définition de 2 paires de points homologues sera nécessaire. Une troisième paire sera éventuellement nécessaire pour vérifier et corriger une erreur de grandissement – erreur de zoom ou distance objectif - objet modifiée avant la deuxième prise de vue.

NOTE : On démontre en géométrie, qu'il faut 3 paires de points pour aligner et corriger la rotations de 2 plans. En pratique on s'aperçoit que 2 paires suffisent. En général une des vues est correctement orientée et sert de référence de calage (exemple: ligne d'horizon à l'horizontal).

Choix des points homologues:

Le choix des paires de points homologues devra se faire avec soin.

Les points doivent être des points matériels: il ne faut pas choisir par exemple les points d'intersection virtuels de 2 fils électriques, d'un bord de toit et d'un mur vertical, de branches d'arbres...

Pour s'assurer de la meilleure précision, on placera:

- La première paire de points (centre de rotation), près du bord gauche ou droit de l'image.
- Les 2 autres paires de points seront alors choisies de préférence sur le bord opposé de l'image( l'une en haut - l'autre en bas ).
- Ces 3 paires de points appartiendront de préférence à des plans de profondeur différents sans être alignés.

La Fenêtre Stéréo:

Les bords des Vues Stéréo délimitent un cadre (comme le cache des diapositives) qui correspond à la « fenêtre stéréo ».
La « fenêtre stéréo » limite notre vision de l'espace de notre image, tout comme le fait une fenêtre au travers d'un mur.
Le montage classique vise à placer tous les éléments visibles de l'image stéréo, pour qu'ils soient perçus comme appartenant à l'espace situé derrière le cadre de cette fenêtre.
Ceci permet d'éviter toute gêne de perception: un objet coupé par le cadre ne peut être placé devant lui !!

Lors du montage du couple stéréo, les paires de points homologues du premier plan des images seront superposées afin d'avoir les mêmes coordonnées images horizontales (même distance au bord du cadre). Ils apparaîtront alors, comme appartenant au plan de la fenêtre stéréo. Tous les autres points de l'image apparaîtront donc à la même distance que le premier plan (plan de la fenêtre) ou plus éloignés que celui-ci (en arrière).

Cas particulier:

On peut rechercher un effet de jaillissement au travers de la fenêtre. L'objet sera alors perçu comme s'avançant dans l'espace situé devant la fenêtre en la traversant. Cet effet sera acceptable s'il ne bouleverse pas notre perception logique de l'espace. Il doit aussi savoir rester modéré pour ne pas induire un trop grand travail visuel source de désagrément.

Principe de la Méthode de Calage « 3-points » (3 paires de points homologues):

StereoVue propose une méthode de calage d'un couple de vues stéréo en translation et en rotation par l'alignement vertical de 3 paires de points homologues. Cette méthode est adaptée de celle proposée par Grégoire Dirian et parue dans les bulletins du SCF numéro 664 de Novembre 1982 et numéro 668 de Mars 1983.

• Les points de la première paire seront alignés par translation et constitueront les centres de rotation des images.
  
  

• On annulera ensuite le décalage vertical des points de la deuxième paire par la rotation simple d'une seule des images par rapport à l'autre.
  
  

• Il pourra éventuellement rester à corriger une erreur de grandissement.

• Néanmoins on pourra appliquer si nécessaire, ce que nous appellerons une « rotation homologue » pour aligner les points d'une troisième paire d'homologues. C'est à dire une rotation combinée et simultanée des 2 images du couple stéréo de façon à toujours conserver l'alignement des points des dex premières paires. Ceci est délicat à effectuer manuellement, c'est pourquoi StereoVue propose une fonction automatique de calcul des « rotations homologues » des 2 vues. On pourra ainsi recaler par exemple un horizon ou une verticale « TRES LEGEREMENT » incliné.
  
  

• Note: Les angles de rotation des 2 vues stéréo ne peuvent pas être identiques quand on veut, pendant une rotation, conserver l'alignement de 2 paires de points. En effet du fait de la différence de parallaxe chaque point homologue se trouve à une distance différente d'un centre de rotation.
  
  

• Note: Si la « base » de prise de vue est très inclinée (altitudes très différentes des 2 points de prise de vue), on ne pourra pas la redresser. On ne peut en aucun cas changer la « géométrie » stéréo d'un couple. Les différences de parallaxe, supports de la sensation de relief, sont générées lors de la prise de vue, et sont parallèles à la direction de la base de prise de vue (déplacement virtuels ou réels entre les 2 points de vue).

En Pratique - les Étapes du montage

• Les différentes étapes de montage sont séparées et accessibles par les 5 onglets de la fenêtre de montage présentés ci-contre:
  
  Cliquez sur chaque onglet pour avoir accès aux sous-fonctions de calage.
  
  
  

• Onglet de chargement des images:
  
  - Ouvrir les fichiers image contenant les vues du couple stéréo.
  Appliquer les dérotations nécessaires.

• Onglet de calage:
  
  - placer les paires de points homologues successivement grâce aux boutons
  - puis:
  * niveler la première paire de points (translation)
  
  * caler la deuxième paire de points (rotation simple)
  et si besoin
  * caler la troisième paire de points ou (rotation conjointe homologue)
  
  

• Onglet de réglage de la fenêtre stéréo:
  
  - Poser la paire de points homologues située dans le plan de fenêtre (premier plan) ou « à l'infini »)
  - Régler la Fenêtre Stéréoscopique sur des points situés au premier plan ou à l'infini

  
  
  

• Onglet de correction de l'erreur de gandissement:
  
  - Définissez 2 paires de points homologues.
  - Le programme determinera leur distance verticale et appliquera la correction de zoom si nécessaire.

  
  
  

• Onglet d'enregistrement:
  
  - Enregistrer les paramètres de calage et Créer les fichiers images du couple calé.

Comment choisir et régler une paire de points homologues:

- Les points homologues choisis doivent être des points « réels », points de contours d'objets de l'image et non des points « virtuels » d'intersection, comme ceux formés par le croisement de fils de lignes téléphoniques, de branches d'arbres, etc...

- On aura soin de choisir les paires de points homologues comme appartenant à des plans de profondeur différents de la scène en relief. Ils ne devront pas être alignés. Afin d'augmenter la précision du calage, on fixera de préférence la première paire de points sur un côté de l'image et les 2 autres paires près du bord opposé.

• Choisir la paire de points à poser grâce aux boutons:
  Le passage à la paire d'homologues suivante peut être automatique en fonction du mode « AutoPoints » sélectionné dans le menu Options, sinon utilisez la commande clavier [ Ctrl + H ].

• Poser les points homologues précisément dans chaque vue par un click droit.

• Il y a 2 méthodes pour régler au mieux la position des points d'une même paire:
  
  - A la Souris: Par un Double Click Gauche sur le point à poser, l'image est automatiquement agrandie. Vous pouvez alors positionner précisément votre point à la souris d'un click sur le bouton droit. Un double click gauche vous permet de réafficher l'image en taille adaptée à la fenêtre de visualisation.
  
  - Au Clavier: Sans toucher la souris, donner le focus d'une vue à l'autre avec la touche [ ESPACE ],
  la fenêtre loupe ([ F4 ] pour l'afficher) montre alors la zone centrée sur le point homologue en cours,
  Affinez le positionnement du point en cours avec les touches [ Maj + FLECHES ] .

• « Fixer » votre travail avec le cadenas - Ceci est automatique en mode AutoPoints 2 ou 3.

• Notes: Vous pouvez reprendre et modifier la position d'un point à tout moment.
  Positionnez la souris au dessus du point à modifier (le curseur prend alors la forme d'une main au doigt pointé). Clickez sur le bouton Droit de la souris, puis en gardant celui-ci appuyé, tirez votre point jusqu'à sa nouvelle position.

Choix des points et calage:

Nous utiliserons la fenêtre de montage, pour réaliser le calage vertical en translation et en rotation du couple stéréo.

	Choisir l'onglet: . Puis: après avoir choisi la paire de points à placer grâce aux boutons « ancre » ou « orientation ». on pointera chaque homologue dans chaque vue par un click gauche souris. On utilisera la fenêtre « loupe » pour affiner la position des points homologues, en les déplaçant finement grâce aux boutons de déplacement de point [<] , [>] , [^] ou [v]. Choix des Points:
	ancre	Pour choisir la première paire de points homologues qui serviront de centre pour toutes les rotations. Cette première paire de points sera choisie de préférence comme appartenant à un plan de profondeur situé à l'infini ou entre les plans des 2 autres paires d'homologues. On évitera de la choisir au centre de l'image.
	orientation1	Pour choisir la deuxième paire de points homologues. Ces points seront choisis de préférence sur le bord opposé à celui de la première paire.
	orientation2	Pour choisir la troisième paire de points.
	Menu Editer / Editer les Points	Affiche la liste de tous les points homologues créés Pour échanger 2 points dans la liste: [shift] + pointer le premier point. Tirer la souris puis lâcher sur la ligne du 2ème point à échanger.
		Bloque ou Libère la modification des points homologues
	Calage:
	Calage en Translation	Aligne a l'écran en x et y la première paire de points homologues.
	Calage de la 2eme paire	Aligne en y (coordonnée verticale) la deuxième paire de points en pivotant la vue courante.
	Calage par "Rotations Conjointes Homologues"	Aligne si nécessaire la 3ème paire de points. Il y a dans la version béta, pour des raisons de test, 2 boutons correspondants à 2 implémentations différentes de la fonction de calage. Les résultats sont sensiblement identiques. Cette rotation est calculée de façon à garder l'alignement sur la 2ème paire de points homologues. Ceci est presque impossible à faire à la main, les angles de rotations n'étant pas égaux pour les 2 vues car les ordonnées horizontales (x) des 2 points homologues sont différents (stéréo oblige...).
	En complément:
		Pour arrêter un calage auto impossible du fait de déformations des images (voir correction de géométrie des vues)
	Ou	Pour affiner manuellement la Rotation Conjointe Homologue
		A cocher pour augmenter la précision des rotations
	Boutons RAZ... en bas de la fenêtre de monatge	Pour « Remettre A Zéro », c'est à dire annuler une modification (déplacement, rotation, point en cours).

Aide au calage et vérification par la Grille:

Ctrl + G : affiche ou cache la grille

Ctrl+Alt+G : menu de choix du type de grille

Après avoir effectué un calage sur 2 points, l'affichage de la grille permet de déterminer s'il y a besoin d'apporter une correction de grandissement aux images.

Cette correction peut être nécessaire quand les zooms des appareils photos sont mal synchronisés, ou lors d'une prise de vue en 2 temps quand la distance au sujet a variée (particulièrement en macrophotographie).

Mode d'emploi de la loupe – Positionner les points homologues:

Le zoom Image est pratique pour apprécier la qualité du résultat sur les images finales.
La loupe permet de visualiser la zone d'image centrée autour du curseur souris et sert à positionner les points homologues.

[ F4 ]: Pour Afficher la fenêtre de Loupe.

La loupe est réglée sur un grossissement de *4 pour un maximum de précision.
Le point central de la zone loupe est repéré par une mire.
La taille de la loupe est réglable grâce aux boutons + ou – placés en haut de la fenêtre (à adapter selon la rapidité de l'ordinateur)

Tous ces choix sont enregistrés dans le fichier Ini à la fin de la séance de travail.

Il existe 2 modes de fonctionnement:

* Mode Suivi de la souris:
Cliquer dans la fenêtre de visualisation image pour avoir un suivi de la souris dans la fenêtre loupe.

* Mode Visualisation et Positionnement d'un point de montage:
Vous pouvez Afficher l'image en mode AutoZoom, (quitte à adapter éventuellement d'une ou deux valeurs avec les touches [+]ou[-]) puis Poser les points grossièrement (Points Homologues d'Ancrage)

Vous positionnerez précisément chaque point avec le clavier et la loupe avec les touches [Maj] +[flèches] .

Pour régler au mieux la position des points d'une même paire:
Sans toucher la souris, donner le focus d'une vue à l'autre avec la touche [Espace],
la fenêtre loupe montre alors une zone centrée sur le point homologue en cours,

Corriger la Géométrie des Images:

	ou	Choisissez 2 couples de points homologues avec les boutons Z1 et Z2, de préférence placés sur une ligne verticale.
		Les distances verticalse entre ces points homologues sont mesurées dans chaque vue. La vue courante est ensuite retaillée de façon à égaliser ces longueurs.
		Pour annuler la correction

Régler la Fenêtre Stéréo:

Il reste ensuite à fixer la fenêtre stéréo en définissant la position de 2 points homologues situés au premier plan ou à l'infini. Puis découper les images automatiquement ou manuellement.

Vous pourrez « recadrer » votre image à la souris avec les fonctions de « fenêtre stéréo manuelle».

Attention pour dessiner le cadre: utiliserle BOUTON DROIT de la souris

Il est possible d'imposer une contrainte de format à la taille du cadre de fenêtre: 3/2 ou 4/3, en orientation portrait ou paysage.

Enregistrement d'un Couple Stéréo (1):

L'onglet de Sauvegarde vous permet de prévisualiser le résultat de votre montage et d'enregistrer votre couple stéréo monté

Enregistrement d'un Couple Stéréo (2):

La Fenêtre expert de Sauvegarde:

Accès par: raccourcis clavier [Ctrl+T] )
La fenêtre expert de sauvegarde vous permet d'enregistrer votre couple en une seule opération dans plusieurs format.

La fenêtre de sauvegarde ( accès par [Ctrl+S] ) permet de sauvegarder le résultat du calage

• sous forme de fichier image: Images séparées, Couple stéréo croisé, parallèle, horizontal, vertical, double stéréo (GDG).
  
  
  

• Pour chaque type de fichier, vous pouvez choisir un suffixe complémentaire du nom et le répertoire d'enregistrement
  Les noms de répertoire par défaut sont relatifs au Nom du Dossier de Base choisi.

• On peut choisir la taille en pixels, le format de fichier BMP (par défaut) ou JPEG.

Sauvegarder les Paramètres de Calage:

- Pour reprendre le montage d'un couple, ou pour l'enregistrer avec une nouvelle résolution.
- Vous pourrez visualiser vos montages en utilisant l'option - Load Params+Img du menu « Fichiers », sans avoir créé les fichiers images de vos couples. C'est idéal en déplacement pour ne pas saturer le petit disque dur de son portable par exemple!!!

Dossier de Base et Nom de Fichier pour l'enregistrement:

Les différents fichiers créés sont enregistrés dans les sous répertoires de ce dossier.
Déplacer Vers: si vos images sont enregistrées sur CDROM, validez cette option et choisissez un autre nom de dossier de base
Renommer: pour donner un autre nom aux fichiers créés.

Avant de Valider la Sauvegarde:

Vérifiez les noms des fichiers que le StereoVue s'apprète à créer

Fonction de Sauvegarde Rapide:

Fichier / Enregistrer Tout ( raccourcis = [ Ctrl+S ] )
accessible aussi via le bouton d'enregistrement configurable.
Une fois la fenêtre configurée, on peut lancer l'enregistrement très rapidement avec la fonction du menu général