vignette|330px|Exemple d'une télévision stéréoscopique
La télévision en 3D en trois dimensions, télévision en relief ou télévision stéréoscopique désigne à la fois la technologie, l'équipement et les contenus permettant l'enregistrement, la transmission et l'affichage d'images en trois dimensions. Le terme 3D est employé aux États-Unis à partir des années 1950 pour désigner notamment certains films de cinéma produits et projetés en relief mais le terme 3D peut également désigner des images de synthèse créées par ordinateur, lesquelles ne sont pas forcément stéréoscopiques. Au fil des innovations, entre les photographies en relief inventées en 1838, la technique de filtres colorés anaglyphe en 1915 et les différentes techniques ultérieures jusqu'à l'avènement de la vidéo numérique et de la télévision à haute définition au milieu des années 1990, la stéréoscopie diffusée à la télévision a considérablement évolué et s'est perfectionnée, notamment durant la décennie 2010.
Historique Photographie et cinéma en relief L'invention de l’imagerie au relief stéréoscopique remonte aux débuts de la photographie. En 1838, Charles Wheatstone invente le premier stéréoscope. Cet appareil optique binoculaire est une visionneuse permettant de voir des images fixes en relief. En 1855, le Kinematoscope est créé. Première caméra stéréoscopique, elle permet également le visionnage en relief. Le premier film utilisant le procédé à filtres colorés dit anaglyphe est produit en 1915. En septembre 1922, le premier film grand public stéréoscopique est projeté : The Power of Love. Un téléviseur stéréoscopique est présenté pour la première fois, le , par John Logie Baird dans les locaux de son entreprise de Londres. Au cours de sa carrière, Baird met au point plusieurs systèmes de télévision en relief en exploitant des systèmes électromécaniques, adaptés aux écrans cathodiques. En 1935, le premier long métrage en couleurs destiné au cinéma en trois dimensions est réalisé. Dès la Seconde Guerre mondiale, les appareils photo stéréoscopiques à usage personnel deviennent répandus.
Dans les années 1950, quand la télévision devient populaire aux États-Unis, de nombreux films en relief sont produits. Le premier de cette période est Bwana Devil de United Artists, diffusé sur tout le territoire des États-Unis en 1952. Un an plus tard, le film L'Homme au masque de cire propose un son stéréophonique en plus de l'image stéréoscopique. Alfred Hitchcock réalise Le crime était presque parfait en relief mais prévoit des copies monoscopiques pour rentabiliser son exploitation, parce que peu de salles sont alors équipées en écrans et projecteurs compatibles. L'Union soviétique développe également une production cinéma stéréoscopique avec, comme premier long-métrage, le film Robinson Crusoe en 1947
Expérimentations télévisuelles et vidéo En France, le mardi , lors de l'émission La Dernière Séance, le film L'Étrange Créature du lac noir est diffusé avec le procédé anaglyphe sur la chaîne de télévision française FR3. Par la suite notamment aux États-Unis, la vidéocassette puis le DVD se dotent pour certaines productions, de versions en relief anaglyphe nécessitant des lunettes colorées ou un dispositif avec lunette à opturation alternée pour distinguer les images réservées à chaque oeil.
Blu-ray 3D, jeux vidéo et chaînes TV En 2009, le film Avatar de James Cameron suscite un regain d'intérêt pour la 3D. Les industriels proposent des téléviseurs 3D dont les ventes se développent à partir de 2010 avec apogée notable en 2013 et 2014. Plusieurs centaines de films récents ou anciens sont édités ou ré-édités en relief 3D, principalement sur disques Blu-ray à partir du milieu des années 2000. Vers le milieu des années 2010, le choix de téléviseurs commercialisés avec fonctions stéréoscopiques diminue fortement mais subsiste toutefois toujours, diverses modèles de vidéoprojecteurs stéréoscopiques bien que la presse annonce en 2017, la fin des téléviseurs 3D.
En 2008, la chaîne payante française Canal+ 3D expérimente puis diffuse des émissions et films de cinéma en relief stéréoscopique.
Dans les années 2010, suivant la tendance du cinéma, les consoles PlayStation 3 et Xbox 360 proposent des jeux en 3D stéréoscopiques.
En 2022, le nouvel épisode de la série de films Avatar relance la formule 3D au cinéma et à la maison.
Technologies Il existe plusieurs techniques pour produire et afficher des images animées en stéréoscopie.
Pour le téléspectateur, la vision stéréoscopique nécessite, selon les appareils, les éditions ou les productions vidéo, d'utiliser soit :
une paire de lunettes pour anaglyphes à filtres colorés, procédé dénaturant l'équilibre chromatique de l'image visualisée, une paire de lunettes lunettes polarisantes dites à 3D "passive" ou "polarisée", une paire de lunettes lunettes à occultation alternée dite 3D "active", un écran ou un téléviseur autostéréoscopique ne nécessitant pas de lunettes (technologie plus coûteuse, telle que le système lenticulaire ou Autostéréoscopie (exemple : Alioscopy).
Plusieurs autres techniques d'affichage stéréoscopiques ont été expérimentées, comme l’affichage volumétrique ainsi que l'utilisation de deux téléviseurs polarisés combinés avec un dispositif d'écran semi-transparent à filtres polarisés, comme celui inventé dans les années 1950 par le Français Marc Chauvierre.
La stéréoscopie est la méthode la plus largement utilisée pour la prise de vue vidéo et la télédiffusion de vidéo 3D. Elle consiste à filmer une paire d’images avec des caméras fixées côte à côte ou une seule optique double et synchronisée anamorphosée, parfois séparées par la distance moyenne séparant chaque œil d'un être humain adulte. Certains problèmes de superposition ou de parallaxe, relativement fréquents à l’époque des films stéréoscopiques conventionnels au cinéma sont résolus grâce à la technologie numérique.
Téléviseurs En France, les premiers téléviseurs « 3D ready » sont commercialisés à partir de 2005. Les téléviseurs « 3D Ready » sont des appareils compatibles avec le système lunettes à occultations alternées (en plus du mode conventionnel en 2D). Un adaptateur pilote les lunettes portées par le téléspectateur. Elles obturent alternativement très rapidement l'oculaire gauche puis l'oculaire droit pour créer l'impression de relief. Ces téléviseurs intègrent généralement la connectique HDMI de niveau 1.4a et un taux de rafraîchissement de l’image d’au moins . Les lunettes peuvent être commercialisées séparément.
Des téléviseurs plus récents, dont l'observation est plus confortable, ont pour principe l'alternance des lignes, par exemple paires pour l'œil gauche et impaires pour l'œil droit. On les regarde avec des lunettes polarisantes circulaires.
Les principales marques d'électronique grand public sont présentes sur ce marché. Depuis l’été 2010, un choix de modèles dont le prix de vente avoisine le milieu ou haut de gamme des téléviseurs HD sont disponibles. Mitsubishi et Samsung utilisent la technologie DLP de Texas Instruments déjà développée depuis les années 1990 pour les vidéoprojecteurs. En , Samsung, LG, Toshiba, Sony, Panasonic rendent publique leur intention d'introduire des fonctionnalités 3D (principalement pour les modèles haut de gamme) dans les téléviseurs commercialisés courant 2010. Les lecteurs Blu-ray 3D sont mis en vente en 2010. Dans le même temps, l'Européen Philips élabore des téléviseurs autostéréoscopiques 3D qui pourraient être disponibles à partir de 2011, lesquels ne nécessiteraient pas de lunettes Republished and archived by Archive.org as "3D television without the special glasses". Retrieved 6 January 2010.. Toutefois la commercialisation de ces appareils est annulée en raison du peu de succès de la 3D dans le public. En , Toshiba annonce son intention de présenter une gamme de téléviseurs autostéroscopiques sur le marché d'ici la fin de l'annéeDaily Yomiuri (retrieved 25 August 2010). Le fabricant chinois TCL développe un modèle () de téléviseur 3D sous la référence TD-42F, commercialisé en Chine. Ce modèle exploite un système lenticulaire et ne nécessite pas de lunettes (autostéréoscopie). Son prix de vente en 2010 avoisine les €. Toutefois, ce système lenticulaire affiche une image a la netteté moins précise qu'un simple écran TVHD. À la même période, le site américain Engadget procède à un test de téléviseur Philips Dimenco pour la même technologie. En dépit de l'exploitation d’une définition d'écran 4 fois supérieure à la définition Full HD , l'image affichée reste médiocre et le contour des objets a tendance à être flou.. En revanche, la vidéoprojection 3D devra exploiter des lunettes (synchronisées ou polarisées), pour des raisons techniques. En dépit de la demande du public et de l'harmonisation du marché, différentes marques exploitent des technologies propriétaires, car la standardisation industrielle est en retard sur les normes.
Plusieurs procédés autostéréoscopiques sont développés, utilisant la totalité de la largeur de l'écran, ils permettent de visualiser l'image sous 9 angles. Ainsi il est possible de profiter des effets de relief selon la place du téléspectateur dans la pièce. Le procédé français Alioscopy est développé ainsi depuis la fin des années 1980.
Programmes en 3D Pour alimenter les téléviseurs 3D en contenus, plusieurs possibilités s'ouvrent à l'industrie audiovisuelle, pour la production d'émissions en 3D (retransmissions sportives, spectacles, films...) : L'acquisition de nouveaux équipements, notamment des caméras 3D à prise de vue stéréoscopique (deux objectifs ou optique double). Le retraitement numérique de films et émissions conventionnelles en post production 3D (ce qui donne un résultat souvent décevant). Le recalcul 3D d'animations en images de synthèse, à condition de posséder encore les fichiers 3D complets (avec les textures). Alors, seul le calcul du second œil est indispensable, ce qui prend moins de temps qu'à l'époque, grâce aux progrès techniques. Le calcul 3D d'animations en images de synthèse. On calcule alors des deux vues.
Ces technologies s'orientent vers le marché de la vidéo et celui de la télédiffusion : un catalogue de films en relief édités au format Blu-ray, les vidéoprojecteurs, écrans TV associés à des lunettes électroniques, chaînes de télévision à péage, vidéo à la demande et jeux vidéo adaptés aux moniteurs d'ordinateurs ou écrans compatibles.
Orange et l'opérateur Eutelsat ont effectué une expérimentation de télévision en relief à l'occasion des Internationaux de France de tennis captés en relief. Le canal diffusé par satellite a été repris dans le bouquet télévision ADSL Orange. Les moyens de tournage de la NHK japonaise ont été mis à contribution. De même, TF1 a créé un canal « 3D relief » au sein du bouquet télévision Free à l'occasion de la Coupe du monde de football de 2010. Ce canal a diffusé quelques matchs tournés en relief, dont les demi-finales et la finale.
En , le câblo-opérateur Numericable met en place une chaine pilote de télévision en 3D. À l’automne 2010, une plateforme de vidéo à la demande en 3D-HD doit être lancée, mettant à disposition des contenus sportifs et des films« Numericable lance sa première chaine en 3D » ZdNet, 2 septembre 2010. De même, Canal+3D est lancée quelques semaines plus tard, diffusée sur différents réseaux dont Canalsat mais est arrêté le . LaTV3D, une chaîne destinée aux réseaux ADSL et au Câble a reçu l'accord du CSA pour émettre dès le second trimestre 2015.
Le , LaTV3D a commencé ses émissions en OTT, couvrant le monde entier par le biais de l'application 3doo disponible sur les SmartTV 3D de marques LG, Panasonic et Samsung. Sa diffusion sur les box en France est également prévue. LaTV3D est officiellement la première chaîne de télévision en 3D-relief à obtenir le conventionnement du CSA.
Efforts de standardisation Une norme commune pour la 3D adaptée à l'électronique grand public devrait être finalisée.