Le cinéma en relief, cinéma en 3D (trois dimensions), ou cinéma stéréoscopique., est une technique cinématographique de prise de vue et de projection.
Elle permet d'enregistrer la réalité avec ses trois dimensions, qui sont la hauteur, la largeur et la profondeur. Les dispositifs mis en œuvre sont calqués sur le principe de la vision binoculaire naturelle de l'être humainLa stéréoscopie : du grec, stéréos qui signifie « solide », ferme, impliquant une idée de volume, de relief et skopein qui veut dire observer. La stéréoscopie désigne l’ensemble des activités liées à l’image en relief, prise de vue, montage, restitution etc..
Histoire Débuts thumb|upright=0.75|Harry Fairall et sa caméra en 1922 Dès l'invention de la photographie en 1839, des techniques de prise de vue en relief sont mises au point, et des visionneuses appelées stéréoscopes ont été créées pour les observer .. En 1858, le physicien français Joseph-Charles d'Almeida invente le premier procédé de projection de diapositive en relief, les anaglyphes .. Pour la sélection des images gauche et droite (couple stéréoscopique), deux couleurs complémentaires sont utilisées, le rouge et le bleu (cyan). Ce procédé à lunettes rouge et cyan est encore actuellement usité. Le cinéma connaît la même évolution, des visionneuses à deux oculaires de type kinétoscope permettent de visualiser des images fixes puis animées, en relief.
Le premier film tourné en relief aurait été réalisé par Georges Méliès au début du siècle dernier, sans que le réalisateur ne l'ait souhaité lors de la production. En 2018, l'éditeur et producteur français Serge Bromberg de la société Lobster, organise simultanément la projection en relief polarisée et en version normale, de deux versions du même film, l'une que Méliès a conservé pour la France afin de la distribuer aux salles de cinéma européennes et l'autre, qu'il a envoyé à son associé aux États-Unis, pour la distribuer aux salles de cinéma américaines. Bromberg a fait restaurer et synchroniser les deux axes de caméra. Le résultat stéréoscopique obtenu permet d'apprécier parfaitement le relief des scènes de ce film, les séquences ayant été tournées en même temps, depuis des positions très voisineshttps://books.openedition.org/septentrion/134326 Esther Jacopin : Continuité et discontinuité au cinéma, De la 2D à la 3D stéréoscopique Chapitre 5. L’arrivée de la stéréoscopie au cinéma. Presses universitaires du Septentrion, 2022. . Pages 95-122..
Le premier film en trois dimensions projeté pour un public payant date du (New York, procédé anaglyphe) .. Dans les années 1920, quelques films anaglyphes sont produits dont notamment The Power of Love. C'est également dans les années 1920 qu’un nouveau procédé est proposé, le teleview. Ici le couple stéréoscopique n’est plus projeté en même temps, mais de façon alternative. En 1925, Abel Gance tourne quelques scènes en stéréoscopie anaglyphe pour son Napoléon, mais ces scènes seront coupées au montage final .Lena Lutaud, « Le cinéma au défi de la 3D », Le Figaro, 18-19 août 2018, p. 19..
En 1935, les frères Lumière tournent un remake de leur célèbre film L'Arrivée d'un train en gare de La Ciotat en relief, procédé de leur invention à lunettes jaune et mauve .. Mais c'est une autre technique qui se développe dans les années 1930. Pour la sélection des images on utilise des filtres polarisants, la projection en couleur devient possible (les anaglyphes sont plus adaptés pour le noir et blanc.). C’est durant les années 1930 que le terme se généralise.
Durant les années 1950, aux États-Unis, pour faire revenir dans les salles un public qui reste désormais à la maison pour regarder la télé, l'industrie du cinéma propose des films en relief (lumière polarisée). Tous les genres sont représentés comédie, drame, et science-fiction. La première mondiale d'un film totalement en relief a lieu le au Paramount d'Oakland (Californie) pour Bwana Devil. De 1950 à 1955, plus d'une cinquantaine de films sont produits. Durant cette même période, la photographie et les bandes dessinées en 3D connaissent également un engouement sans précédent. Le cinéma en relief connait une éclipse pendant les années 1960.
Durant les années 1970, les films en relief ne sont pas très inventifs, puisque ce sont des petites productions de genres érotiques, pornographiques ou d'épouvante, comme De la chair pour Frankenstein de Paul Morrissey et Antonio Margheriti.
Dans les années 1980, le succès surprise du western spaghetti Western (Comin' at Ya!) va lancer une véritable mode de la 3D. Il sera suivi par plusieurs productions américaines comme Parasite, Les Dents de la mer 3, Amityville 3D : Le Démon ou Meurtres en 3 dimensions . Il faut ensuite attendre les années 2000 pour que la 3D soit massivement réutilisée.
Perspectives nouvelles d’exploitations thumb|Affiche de la MGM pour le cinéma en relief (1938). Un intérêt grandissant pour ce nouveau schéma d’exploitation se développe auprès des industriels de la filière. Les exploitants y voient l’occasion de dynamiser leur programmation et de l’autre côté, elle réengage un nouveau mode de création concernant la production. Par ailleurs, le surcoût du passage à la stéréoscopie pour une salle équipée en numérique, est modéré par rapport à la pellicule qui demandait deux projecteurs et deux copies. Ce surcoût est évalué à environ deux euros par billet . et semble accepté par les spectateurs. Le relief est un argument supplémentaire pour encourager les exploitants à s'équiper de numérique ..
Dès 2007, la société américaine Dreamworks, comme Disney, annonçait produire tous ses films en 3D à partir de 2009 .. Néanmoins, les réalisations demeurent très hétérogènes, entre les super productions au relief soignés, dont Avatar du réalisateur James Cameron est l'archétype, et les œuvres mineures qui ne sont pas sauvées par un relief bâclé. Le risque est dans une lassitude rapide du public, la désaffection s'expliquant par une qualité inégale du relief mais aussi par le prix des billets ..
Techniques de projection Relief argentique Plusieurs techniques ont été utilisées pour la projection en relief de film sur pellicule. Deux caméras standards (monoscopique) ont été longtemps utilisées couplées côte à côte avec une distance entre les deux objectifs proche de celle de nos deux yeux (base stéréoscopique). En salle, deux projecteurs, également couplés et synchronisés envoient les deux images du couple stéréoscopique sur la même surface d’écran. La mise en œuvre de ce dispositif n’est pas facile, mais il a l’avantage d’utiliser du matériel standard et donc déjà existant. Dans les années 1950, on a l’idée de positionner, en post-production, les deux images issues des deux appareils de prise de vue sur un seul et même film (système monobande). Les deux images du couple sont placées côte à côte ou l’une au-dessus de l’autre. Devant l’objectif du projecteur unique on place un instrument optique à prisme et/ou à miroir afin de superposer les deux images sur l’écran. La désynchronisation devient impossible.
Les productions des années 1980 sont tournées avec le procédé Arrivision 3D.. Un bi-objectif spécial placé sur une caméra permet d’enregistrer sur la pellicule argentique les deux images du couple (l’une au-dessus de l’autre). À la projection ce même objectif superpose les deux vues à l’écran. S’il existe plusieurs méthodes pour observer des images en relief, stéréoscope, projection etc., elles doivent toutes permettre à l’œil gauche de ne voir que l’image de gauche, et pas la droite et à l’œil droit de ne voir que l’image de droite et pas la gauche. Ceci est la règle d’or de la stéréoscopie. La couleur des anaglyphes, le recours à la lumière polarisée, l’obturation alternée ont pour mission de respecter cette règle d’or.
À noter que, dans les années 1940, des techniques de film en relief sans lunettes ont vu le jour (écran à réseau lenticulaire ou barrière de parallaxe) et des salles spéciales ont été construitesIvanow 1945 Ciné théâtre de Moscou in "Savoye 1952 https://digit.biblio.polito.it/682/1/1952_090.pdf. Enfin, dans les années 1950, François Savoye a inventé le "cyclostéréoscope", https://www.ina.fr/video/CAF97060248, https://digit.biblio.polito.it/682/1/1952_090.pdf équipement de projection qui, par un mouvement rotatif d'un grand nombre de lames, cachait successivement à l'œil gauche et à l'œil droit de chaque spectateur la vue droite puis la vue gauche, de sorte que chaque spectateur voyait le film en relief alterné. Il en a commercialisé une version familiale de petit encombrement et a exploité brièvement une salle au "luna park" de Paris en 1945-46.
Relief numérique
vignette|À gauche une paire de lunettes RealD 3D obtenue lors de la présentation du film Resident Evil: Afterlife, à droite une paire de lunettes MasterImage obtenue lors de la présentation du film Toy Story 3.
En attendant des procédés auto-stéréoscopiques (sans lunettes) performants, peu coûteux et faciles à mettre en œuvre, le cinéma numérique en trois dimensions s'appuie actuellement sur deux systèmes : le tout séquentiel et la projection séquentielle et en lumière polarisée (mixte). L'enregistrement électronique d'une image ne peut se faire de façon instantanée comme sur un support photosensible. Il se fait pixel par pixel, ligne par ligne. De ce fait l'enregistrement des deux vues du couple stéréoscopique ne peut se faire simultanément, il se fait de façon alternative (séquentielle).
Tout séquentiel (XpanD) : Si les deux vues, gauche et droite, du couple ne sont pas enregistrées simultanément, elles ne seront pas affichées simultanément sur l'écran mais successivement, l'une après l'autre. Les lunettes sont à occultation alternée. Les verres de ces lunettes sont à cristaux liquides. Celui-ci est transparent mais sous l'action d'une impulsion électrique il devient noir, opaque (comme dans les montres à affichage numérique). Ces lunettes sont synchronisées au projecteur grâce à une liaison sans fil à infrarouge. Le cristal liquide de chaque verre devient opaque alternativement, occultant tour à tour l’œil gauche et l’œil droit selon l'image qui apparaît à l'écran. Comme ces lunettes réagissent à une action, elles sont dites en opposition avec les lunettes passives (à filtre polarisant, et anaglyphe). Ces lunettes, à électronique embarquée, sont lourdes et chères. Un écran standard est suffisant. Perte de luminosité moins importante qu'en polarisé. Angle de vision par rapport à l'écran plus grand. Le est principalement réservé aux parcs d'attraction où l'on peut investir dans des lunettes actives complexes (parfois ces lunettes sont de véritables casques, permettant une vision latérale accrue, bien utile avec les écrans hémisphériques qui enveloppent le spectateur). Le principal inconvénient des systèmes à alternance est la "parallaxe temporelle", qui fait qu'en cas de mouvement latéral, même pas très rapide, l'objet en mouvement est vu à une distance incorrecte, entraînant même parfois une grande difficulté à voir en relief.