La stéréoscopie (du grec stéréo- : solide, -scope : vision) est l'ensemble des techniques mises en œuvre pour reproduire une perception du relief à partir de deux s planes. La stéréoscopie se base sur le fait que la perception humaine du relief se forme dans le cerveau lorsqu'il reconstitue un seul modèle visuel à partir de la perception des deux images planes et différentes provenant de chaque œil. Il existe, pour réaliser ces images, aussi bien que pour les observer, une grande variété de moyens, à la description desquels plusieurs centaines de livres ont été consacrés. La désignation récente « film en 3D » est employée par anglicisme et par méconnaissance de la terminologie correcte : film stéréoscopique ou film en stéréoscopie. Elle prête à confusion avec les films créés par modélisation informatique 3D. Certains utilisent le sigle 3Ds pour les films en relief stéréoscopique.
Historique
Des travaux anciens annoncent l'apparition de la stéréoscopie au . Ainsi, un couple de dessins en stéréo du a été retrouvé dans une bibliothèque à Oxford.. La collection Jean-Baptiste Wicar du Palais des beaux-arts de Lille conserve deux dessins distinguant les visions d'un même sujet pour chaque œil, exécutés par Jacopo Chimenti, peintre de l'école florentine (1554-1640). vignette|Photographie stéréoscopique d'un terre-neuvier réalisée vers 1900 ; collections du Musée de Bretagne. La stéréoscopie nait juste avant la photographie. Le stéréoscope apparait alors que Louis Daguerre, invente en France le daguerréotype, présenté officiellement en , et que William Henry Fox Talbot obtient, en 1835, le premier négatif sur papier qui annonce son invention, brevetée en 1841, du calotype.
Étymologie Jacques Babinet, dans la Revue des Deux Mondes de 1858, définit stéréo comme un corps solide, un corps saillant et scope pour vision, d'où une vision en relief. Il explique ainsi que .
Le stéréoscope de Charles Wheatstone vignette|alt=Le stéréoscope de Charles Wheatstone.|Le stéréoscope de Charles Wheatstone. Le physicien anglais Charles Wheatstone expose aux membres de la Royal Society de Londres, le , ses travaux sur la vision binoculaire.. En 1838, il présente le stéréoscope, appareil permettant d'observer des dessins en relief grâce à deux miroirs à angle droit inclinables... Il fait réaliser par William Henry Fox Talbot, en 1840, les premières photographies stéréoscopiques et, en 1841, des daguerréotypes par Richard Beard, Antoine Claudet et par le physicien Hippolyte Fizeau. Un premier stéréoscope est commercialisé en 1845 à Londres, et, en 1849, le physicien écossais David Brewster améliore l'appareil avec une lentille convexe coupée en deux..
L'essor de la stéréoscopie À partir de 1849, le peintre Pierre-Henri Amand Lefort commercialise des dessins lithographies en couleur sous le nom de lorgnette pittoresque et polyorama panoptique..
En 1850, Jules Duboscq fabrique, pour David Brewster, un nouvel appareil, que présente l'abbé Moigno dans le journal La Presse..
À la suite de l'exposition universelle de Londres de 1851, Antoine Claudet et Thomas Richard Williams réalisent, à la demande et à un prix élevé, des portraits stéréoscopiques pour la bourgeoisie aisée. C'est d’ailleurs à partir de cette exposition universelle que les images stéréoscopiques vont connaitre un engouement populaire, d'autant que David Brewster a inventé une visionneuse simple qui favorise la démocratisation du marché.
En 1853, Alexandre-Marie Quinet, imprimeur-lithographe et photographe à Paris, fabrique le premier appareil photo stéréoscopique à double objectif. Achille Quinet poursuit l'activité de son père et dépose à cette date un brevet pour un appareil baptisé le Quinetoscope, au même moment que John Benjamin Dancer à Manchester Chronologie sur le site Historiccamera.com.. Londres et Paris deviennent alors d'importants centres de diffusion d'images stéréoscopiques. C'est à l'occasion du Salon de 1859 que Charles Baudelaire écrit : « Des milliers d'yeux avides se penchaient sur les trous du stéréoscope comme sur les lucarnes de l'infini »...
Les cartes stéréoscopiques
vignette|Atelier de fabrication de vues stéréoscopique, vers 1870.
En 1854, Marc Antoine Gaudin, aidé de ses frères Alexis, et Charles, propriétaire du journal La Lumière, fait la publicité de ses cartes stéréoscopiques. Les frères Gaudin sont, en France, les agents influents de la London Stereoscopic and Photographic Company, fondée en 1854, qui inonde le mondePlus de 100 000 en 1858. des clichés du photographe anglais William England..
vignette|alt=Stéréoscope de Holmes.|Stéréoscope de Holmes (1861). En 1856 et 1857, le photographe britannique Francis Frith aidé de Francis Herbert Wenham réalise en Égypte une série de clichés stéréoscopiques documentaires de grande qualité qui sont largement diffusés par la société Negretti & Zambra.
À la fin du , les stéréoscopes américains, dont celui du médecin et poète américain Oliver Wendell Holmes, conçu en 1861., sont très populaires.
En France, des dioramas appelés Diableries mettent en scène des figurines d'argile photographiées par un stéréoscope.
Sous le Second Empire, en France, la photo stéréoscopique est à la mode. La famille impériale pose volontiers, comme les célébrités du temps. Des scènes de la vie quotidienne sont composées, dans un souci satirique autant que documentaire. Les images de la Commune souvent mises en scène avec des figurines de plâtre peint dénoncent ses « crimes »..
Entre 1897 et 1906, un fonctionnaire anonyme de l'administration pénitentiaire met en scène le bagne de Guyane, sur une centaine de plaques de verre stéréoscopiques..
En France, l'épicier Julien Damoy fabrique en 1900 un stéréoscope portable de grande qualité.
Au début du , voyageurs et explorateurs utilisent la stéréoscopique. Ainsi Victor Segalen documente son expédition chinoise de 1909 avec Gilbert de Voisins de centaines de photographies stéréoscopiques réalisées avec un appareil à double objectif Vérascope.
L'anaglyphe
vignette|alt=Stéréoscope de poche.|Stéréoscope de poche. L'anaglyphe, dont le principe avait été imaginé dès 1853 par Wilhelm Rollmann à Leipzig, est présenté par Charles Joseph d'Almeida à l’Académie des sciences de Paris en 1858. L'effet stéréoscopique est dû à des filtres de couleur (vert et rouge, un pour chaque œil). Louis Ducos du Hauron le perfectionne en 1891 et lui donne le nom d'anaglyphe. Les anaglyphes sont alors l’objet d’une importante production destinée au tourisme, à l’enseignement, aux loisirs et à la publicité.
Les premières projections publiques datent de 1880. En 1924, les anaglyphes imprimés sont accompagnés de lunettes en carton avec filtres rouge et bleu. La première visionneuse ViewMaster apparait en 1939.
Le cinéma stéréoscopique
À partir de 1915 les premiers films américains sont réalisés selon le procédé anaglyphe, dont, en 1922, le premier film de fiction : The Power of Love. Mais c'est dans les années 1950 que sont projetés les premiers films en relief, selon le procédé de la lumière polarisée. Ainsi, Bwana devil, présenté le au Paramount d'Oakland. Dial M for Murder (Le crime était presque parfait) est réalisé en relief en 1954 par Alfred Hitchcock. La mode des films en 3D est lancée dans les années 1980 par le succès du western spaghetti Comin' at Ya! (Western), procédé perfectionné par l'Imax 3D.
Le patrimoine stéréoscopique vignette|upright=.6|Visionneuse stéréoscopique (View-Master).
Le guitariste astrophysicien Brian May est l'un des plus grands collectionneurs de vues stéréoscopiques, qu'il archive et sur lesquelles il publie, avec Denis Pellerin de nombreux ouvrages..
Depuis 2015, un collectif d’associations patrimoniales (CLEM). assure, avec une stéréothèque, la conservation et la valorisation des collections stéréoscopiquesStéréopôle et stéréothèque, sont mis en place avec le concours d'Archeovision, plateforme technologique 3D de l’UMR 6034 Archéosciences de Bordeaux..
Physiologie
La vision stéréoscopique est due, en grande partie, aux neurones binoculaires situés dans le cortex cérébral au niveau des zones spécifiques et primaires du traitement de la vision (Aire V1). Ces neurones binoculaires sont les seuls neurones à recevoir l'influx nerveux de deux neurones homonymes de la rétine via la chaîne neuronale. Les images gauche et droite du même objet, captées en même temps par les deux rétines, sont acheminées au cortex visuel par les nerfs optiques qui se croisent dans le chiasma optique, ce qui fait qu'elles sont présentes dans des cellules voisines du cortex visuel. David Hubel, prix Nobel de physiologie ou médecine, fait aussi remarquer que les cellules des parties gauche et droite du cortex visuel communiquent aussi par le corps calleux, ce qui contribue au mécanisme de la fusion binoculaire.
Cette double information permet, par des mécanismes complexes faisant intervenir d'autres zones du cerveau, la perception de l'angle entre l'information visuelle captée par des photorécepteurs d'un œil et ses homologues de l'autre œil, ce qui permet de percevoir les reliefs et la distance. De ce fait, les personnes souffrant de strabisme (mauvaise adaptation des zones de photorécepteurs rétiniens homologues) ou les personnes souffrant d'anopsie sur un œil ont une vision très altérée du relief et de la profondeur. La vision stéréoscopique est normalement très précise (un écart en profondeur de dix centimètres est couramment apprécié à une distance de dix mètres), de précision inversement proportionnelle à la distance et limitée en amplitude : on voit difficilement en relief à la fois un objet très rapproché et un objet très éloigné. La vision stéréoscopique est troublée, sinon empêchée, par divers défauts des images : décalages verticaux, contradictions du relief, excès de parallaxe horizontale, obligation de divergence oculaire, présence de parallaxe verticale, « images fantômes » ou vision atténuée de la vue droite par l'œil gauche et réciproquement, dissymétrie de la luminosité, mouvements trop rapides…
Il a été souvent écrit que la principale source de fatigue oculaire, par l'observation de mauvaises images stéréoscopiques, était liée à l'excès de disparité entre la convergence et l'accommodation, ce qui est souvent faux, car d'autres défauts sont le plus souvent plus importants que cette disparité, dont les limites habituellement reconnues (dites « zone de confort de Percival ») sont de l'ordre de grandeur d'une demi-dioptrie, ce qui équivaut à peu près, en termes de convergence, à un angle de deux degrés.
En fait, les limites acceptables sont extrêmement variables d'une personne à l'autre.. Certaines personnes arrivent à dissocier leur convergence de leur accommodation jusqu'à des angles de cinq degrés et plus, pour voir en « vision libre ».
D'autre part, les professionnels du cinéma stéréoscopique limitent leur parallaxe, sur l'écran, en général entre -2 % et +1 % de la largeur d'image, ce qui pour les spectateurs placés à une distance de l'écran de plus de 2/3 de la largeur de l'image projetée reste largement dans les limites de la zone de confort de Percival. Les études de l'équipe russe VQMT montrent que bien d'autres défauts sont aussi causes de fatigue oculaire des spectateurs.
Une étude récente de l'ANSES conclut à recommander aux enfants de ne pas regarder d'images stéréoscopiques, mais cette conclusion est très contestable, car le rapport ne mentionne pas l'existence de très bonnes réalisations, pour lesquelles aucune inquiétude n'est justifiée, et de très mauvaises (citées par VQMT qui n'a pas encore examiné les jeux vidéo), pour lesquelles il serait même recommandé aux adultes de ne pas les regarder..
Vision en relief gauche|vignette|upright=1.2|alt=Portrait stéréoscopique de l'écrivain anglais Wilkie Collins (1824-1889), pris en 1874 par Napoléon Sarony (1821-1896).|Portrait stéréoscopique de l'écrivain anglais Wilkie Collins (1824-1889), pris en 1874 par Napoléon Sarony (1821-1896).