Dispositif Vision 3D

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1 Sciences & Génie des Matériaux Dispositif Vision 3D Prise de vue + visionneuse LENGLET Jordan BAUDOT Anthony Année :

2 Résumé : Au cours de notre deuxième année de DUT SGM nous réalisons le projet de réalisation d un appareil de prise de vue 3D ainsi que l appareil de visionnage de ces photo en 3D. Nous avons réalisé ce projet en partenariat avec la classe de CM1 à horaires aménagées photo de l école Jean Lurçat et le Musée Niepce de Chalon sur Saône. Notre travail au cours du semestre 3 a été de réaliser le cahier des charges répondant à la problématique posée par la photo 3D et d étudier les solutions techniques envisageables pour répondre au cahier des charges. Le choix de la solution à également nécessité de prendre en compte les contraintes dû au budget et au planning. Ce rapport contient le résultat de nos travaux préliminaires à la réalisation qui aura lieu au cours du semestre 4.

3 Table des Matières Introduction... p.1 I - Principe p.2 II - Cahier des Charges....p.3 III - Solutions Techniques envisagées....p.4 IV - Solutions Techniques retenues....p.6 V - Budget....p.9 VI - Calendrier.....p.9 Conclusion p.10

4 Introduction Notre projet des semestres 3et 4 a pour but la réalisation d un appareil de prise de vue 3D et d une visionneuse pour visionner les photos prises par l appareil. Notre projet est réalisé en partenariat avec la classe de CM1 horaires aménagés photographie de l école Jean Lurçat et le musée Niepce de Chalon Sur Saône. Nous sommes soutenus financièrement par le Grand Chalon, le FSDIE ainsi que le département SGM de l IUT de Chalon Sur Saône. Au semestre 3 notre travail a eu pour but l étude des questions préliminaires à la réalisation de notre projet qui aura lieu au cours du semestre 4. Le premier travail après avoir pris connaissance du sujet du projet a été de réaliser le cahier des charges du projet. Nous avons pu compter sur l aide de Mr Laurent Wallon ainsi que des élèves de l école Jean Lurçat pour cerner les besoins que nécessitait ce projet. Nous avons ensuite dans un premier temps avec la classe de CM1 étudié une des solutions techniques envisageables pour notre projet. Nous avons ensuite recherché d autres solutions afin de déterminer la meilleure pour répondre à la demande qui nous a été formulée. Nous avons ensuite établie un projet prévisionnel en prenant en compte les ressources disponibles et les dépenses nécessaires à la réalisation du projet. Nous avons enfin élaboré un calendrier prévisionnel pour la réalisation au S4.

5 I - Principe Le projet a pour but de créer une vision 3D en employant la stéréoscopie, c est-à-dire que l on crée une impression de relief en prenant 2 photos d une même scène avec un point de vue légèrement décalé (la parallaxe) avec une photo correspondant à notre œil gauche et une seconde à notre œil droit. La parallaxe est habituellement ajustée à 65mm correspondant à la moyenne de l écartement des pupilles d un adulte. Le traitement des prises de vue obtenu peut ensuite se faire par différents procédés : Stéréoscope C est un dispositif optique qui utilise des oculaires, prismes ou miroirs pour pouvoir observer un couple de vues stéréoscopiques Pour notre projet on exploitera ce procédé pour la réalisation de notre visionneuse Anaglyphe On utilise un filtre de couleur diffèrent sur chaque prise de vue puis elles sont ensuite superposées pour obtenir une unique image. La parallaxe (l impression de relief) est restituée par le port de lunette composée de deux filtres correspondant. Polarisation On tentera d exploiter ce procédé dans notre projet à l aide de logiciel de traitement d image. Dans les téléviseurs et le cinéma 3D actuel, le rendu 3D se fait par image polarisé, ce procédé est semblable à l anaglyphe, les 2 prises de vues sont polarisées dans une direction différente et les lunettes (à vers polarisé) permettent d isoler une des images sur chaque œil.

6 II - Cahier des Charges 1) Présentation général du problème 1.1 Présentation du projet Le projet a pour but de réaliser un appareil de prise de vue de photo en 3D ainsi que le dispositif nécessaire au visionnage de ces photos. 1.2 Contexte Le projet est réalisé en partenariat avec les CM1 de l école Jean Lurçat et le Musée Niepce dans le cadre du projet de réalisation de deuxième année du DUT Science et Génie des Matériaux (SGM). 1.3 Enoncé du besoin Faire de la photographie en 3 dimensions format «paysage» 1.4 Environnement Equipe de projet : Deux élèves de seconde année du DUT SGM. Matières : Aucune matière imposée Equipement : Machine atelier IUT 2) Expression fonctionnel du besoin 2.1 Fonction de services et de contraintes Fonctions principales Permettre la prise de photo en 3D et leurs visionnages Fonctions annexes Etre transportable, s adapter à un trépied de photographie standard, permettre le réglage de l appareil en fonction des conditions de prise des photos et être résistant aux manipulations durant la prise des photos Contraintes Photographie 3D de type stéréographie. 3) Cadre de réponse 3.1 Pour chaque fonction Solutions proposées Voir partie 3.2 Pour l ensemble du produit Cout Voir budget prévisionnel Planning Voir calendrier prévisionnel

7 III - Solutions Techniques envisagées 1) Prise de Vue Exigences du Projet 2 photos prises simultanément Propositions des élèves Utilisation de 2 appareils photo Nos Solutions Utilisation de 2 appareils photo Ecart de 65mm (mini) entre les deux prises de vue Retourner un des appareils photo afin de réduire la distance entre les objectifs Retourner un des appareils Déclencheur unique Réglage écartement Réglage convergence Levier sur pivot, bascule sur le second déclencheur (déclenchement manuel) Mise en place des appareils sur une plaque perforée (plusieurs trous pour le réglage) Mise en place de 2 électroaimants pour actionner les déclencheurs (déclenchement électronique) Déplacement d un des appareils le long d une rainure (réglage grâce à une tige fileté) Déplacement du second appareil disposé sur une plaque sur pivot (mouvement de rotation bloqué par une vis)

8 III - Solutions Techniques envisagées 2) Visionneuse La réalisation de la visionneuse se fera en s inspirant de celle qui nous a était présenté par Laurent Wallon du musée Niepce Cela consiste à regarder à la jonction des deux miroirs afin de voir une photo différente d un œil à l autre afin de créer l impression de relief. Pour la réalisation de la visionneuse il est indispensable d avoir les mêmes angles entre les miroirs et les photos. (Angle miroir/photo & angle miroir/miroir) Il nous a était demandé par les élèves de l école Jean Lurçat de réaliser une visionneuse portative, ainsi qu un dispositif pliant et pourvu d un blocage afin de contrôler les angles entre les miroirs et les photos.

9 IV Solutions Techniques retenues 1) Prise de Vue Pour le système de prise de vue nous avons donc décidé d utiliser deux appareils photos afin de pouvoir realiser des prises de vue stereoscopiques en dynamiques Remarque : Un simple appareil peut être utilisé pour réaliser des prises de vue mais il est dans ce cas necessaire que le décor immobile entre les 2 prises. Nous avons également décidé de réaliser un dispositif de prise de vue dans le format Paysage (horizontale),la réalisation d un dispositif au format Portrait (verticale) étant assurée par le département GIM Dans notre dispositif nous placerons un des appareils retourné afin de rapprocher au maximum les 2 objectifs et obtenir l entraxe de 65mm Le déclenchement des appareils simultanément sera assuré par 2 électroaimants (traction) ainsi qu un système de levier permettant d appuier sur les déclencheurs dès l envoi d une impulsion éléctrique commune assurée par une petite alimentation portable (Piles probablement) et libérée par un même interrupteur. On réalisera pour nos appareils, deux chassis relativement semblables afin de pouvoir associer nos appareils dans l assemblage et mettre en place le système de déclenchement des electroaimants.

10 IV Solutions Techniques retenues 1) Prise de Vue Le réglage de l ecartement se fera a l aide d un système de glissière comportant une plaque (chassis principale du système) avec une rainure dans laquelle on fera se deplacer un bloque mobile sur lequel sera fixé l un des appareils photo. La mobilité du bloque se fera grace a une tige fileté permettant un reglage précis de l écartement. Remarque : le réglage de l ecartement permet d amplifier l effet de relief en stereoscopie mais Le réglage de la convergence se fera a l aide d un système de pivot, rotation d une plaque sur laquelle est fixée le second appareil par rapport au chassis principale Le bloquage du reglage se fera par sera d une vis a l aide d une poignée. Remarque :- Le réglage de ce facteur est inopérant au dela de 10-12m - L œil s accomode en moyenne à 15cm par conséquent l angle de convergence est inopérante au dela de 25. Les deux dispositifs (convergence et ecartement ) seront ensuite regroupés sur une même me plaque afin d être fixés à un trepied.

11 IV Solutions Techniques retenues 2) Visionneuse Pour la réalisation de la visioneuse nous avons decidé de réaliser un système pliable et donc transportable. Par souci de legèreté, le système sera réalisé en bois. Nous avons également décidé de réaliser une visionneuse exclusivement pour le format photo 15x10,la réalisation d un dispositif au format A4 sera assuré par le département GIM de Remarque : Le dispositif permettra positionner le format photo en mode portrait ou paysage. Le système se compose de 2 miroirs, 2 cadres en bois dans lesquelles un système de glissière permet d intercaler une plaque de bois et de plexiglas. (La photo sera positionnée entre ces 2 plaques) Les angles du stéréoscope seront maintenus et resterons constant grâce à des charnières articulées permettant d effectuer un bloquage à l angle qu on aura determiné. Le dispositif final se presentera sous la forme d une malette dépliable, présentant 3 articulations.

12 V - Budget Ressources Nous sommes soutenus par le grand chalon à hauteur de 500 et par le département SGM à hauteur de 100. Nous sommes en attente de réponse concernant une subvention par le FSDIE de qui nous espérons une subvention de 500 Nous avons donc basé notre projet pour respecter un budget de Dépenses Fournitures Quantité Fournisseur Prix unitaire Prix total Nikkon Coolpix S Boulanger Carte SD 4GO 2 Boulanger Trépied appareil photo 1 Boulanger Solénoïde 2 GoTronic 20 Tôlerie Fournitures diverses Electronique GoTronic Total 720 Il manque 380 dans le budget, ces ressources serviront aux actions de communication menées conjointement au projet (Fête de la science, Démonstration.) Il servira aussi à l achat d une imprimante portable pour réaliser des démonstrations. VI - Calendrier

13 Conclusion Nous allons maintenant commencer les commandes et les achats de fournitures afin de pouvoir commencer la réalisation dès la première séance de projet le 02/02/2012. La réalisation du projet se fera au cours du s4 afin que le projet soit fini le 1er avril. Le partenariat au semestre 4 se traduira par une visite à l école Jean Lurçat le vendredi 20 janvier pendant laquelle seront organisés deux ateliers dans le but de faire découvrir aux élèves comment choisit-on les matériaux en étudiant les propriétés de chaque famille de matériaux et les différences entre les différents matériaux. Une visite de l IUT sera ensuite organisée avec les élèves de l école Jean Lurçat, cette visite a pour but de montrer l environnement dans lequel le projet a été réalisé, et de montrer les techniques utilisées pour réaliser le projet. Enfin début avril la remise du projet s effectuera à l école de nos différents soutiens.

14 Remerciement Mme Sylvie MERIENNE M. Daniel DESTRAIT M. Stéphane TANK M. Laurent WALLON Les élèves de la classe CM1 de l école Jean Lurçat M. Damien PAILLOT M. Nicolas PIED Bibliographie Laurent WALLON «Créer vos Photos en 3D» M. REVEILLAC (livre) Solidworks (logiciel DAO)