La vision humaine :

Chez l'homme, la vision fait principalement appel à deux organes : un capteur, l'oeil, formidable objectif à diaphragme et mise au point automatiques, et un centre de traitement des images très perfectionné, le cerveau. Notre "vision" est donc le résultat du traitement par le cerveau des informations reçues par l'oeil et ce traitement peut parfois révéler bien des surprises, comme dans le cas des illusions d'optique : notre système visuel est alors trompé, ce qui aboutit à une perception déformée de la réalité. Voyons comment il est possible d'en tirer parti dans le cadre de la simulation.

Vision stéréoscopique et vision lointaine :

La vision stéréoscopique permet d'obtenir une vision en relief (ou 3D) d'une scène donnée. C'est la légère différence de perspective entre l'image vue par chacun de nos deux yeux sous un angle différent qui donnent à notre cerveau les informations de profondeur nécessaires à la vision 3D.

Sur la figure 1, par exemple, on voit que l' image sur la rétine d'un objet proche et celle d'un objet plus lointain sont pratiquement confondues pour l'oeil droit alors qu'elles sont bien séparées pour l'oeil gauche. La précision de la vision stéréoscopique est relativement grande (on apprécie encore une différence de distance de 10 cm entre deux objets situés à 10 mètres de distance) mais cette précision diminue lorsque la distance augmente. La vision stéréoscopique est également limitée en amplitude : on voit difficilement en relief à la fois un objet très proche et un objet très éloigné.

Sur la figure 2, on voit que les images d'un objet proche sont projetées sur la partie extérieure de la rétine de chaque oeil alors que celles d'un objet lointain sont projetées plus proche de la partie centrale de la rétine. Plus l'objet est éloigné, plus les images projetées se rapprochent du centre de la rétine et à la limite, à l'infini, les rayons émis par l'objet vers chacun des yeux deviennent parallèles. A partir d'une certaine distance (10 - 15 mètres), l'angle a est si petit que l'oeil n'est plus en mesure d'en apprécier les variations et la vision 3D disparaît. Le cerveau fait alors appel à d'autres informations pour essayer d'évaluer le relief : plus un objet de taille connue est petit, plus il "doit" être loin, un objet qui en cache un autre "doit" être situé devant ce dernier, etc ...

Application à la simulation.

Vu ce qui précède, une remarque s'impose : puisque les objets d'une scène de simulation de vol (paysage) sont presque tous situés à une distance supérieure à 10 ou 15 mètres du pilote et donc à une distance à partir de laquelle la vision stéréoscopique n'est plus applicable, on devrait voir ces objets "en relief" pourvu que cette vue extérieure soit correctement réalisée graphiquement (et c'est le cas de FS : respect des perspectives, des ombres, etc ...) et correctement visualisée (respect des angles de vision - voir ici). Et pourtant ce n'est pas le cas !

Pourquoi ? Et bien parce que la partie "traitement du signal stéréoscopique" de notre cerveau est toujours en fonctionnement et nous "dit" que l'image est toute proche et plate et ce pour plusieurs raisons :

les objets environnants sont eux vus en relief (montants des écrans, murs ou mobilier de la pièce où nous sommes) et fournissent donc une information de distance relative,
les images sont projetées sur la partie extérieure de la rétine (écrans trop proches de l'oeil de l'observateur),
les rayons issus des objets ne sont pas parallèles.

Il nous faut donc trouver un moyen pour supprimer ou du moins atténuer toute information stéréoscopique"parasite".

Comment faire ? Voici quelques solutions possibles, du plus simple au plus compliqué ...

Fermer un oeil ! Le plus simple, le plus efficace et le moins cher ... Non, ce n'est pas une blague, essayez ! Mais votre cerveau va tout faire pour résister : il faudrait aussi pouvoir le débrancher. Pas façile, çà dépend des individus ...
Masquer par des rideaux ou du feutre noir tous les objets environnants (y compris les montants des écrans et les murs) afin d'éviter toute information 3D parasite en provenance des objets environnants,
Augmenter au maximum la distance oeil-écran pour diminuer l'angle a (Fig. 2) et se rapprocher au maximum de rayons lumineux parallèles,
Rendre les rayons lumineux parallèles par l'utilisation d'une lentille de Fresnel.
Utiliser un système à collimateur (même prinçipe : rayons lumineux parallèles).

Si vous tenez vraiment à garder les deux yeux ouverts, la solution n°2 associée à une distance oeil-écran (point 3) assez grande (le double ou plus de la distance oeil-écran du tableau de bord) permet déjà d'améliorer le réalisme d'une façon très notable. Voir photos ci-dessous :


Avant ...		Après ...

L'ajout de lentilles de Fresnel (ici uniquement sur la vue centrale à des fins de comparaison) permet d'augmenter considérablement l'impression de relief. C'est malheureusement difficile à rendre correctement sur une photo (ci-dessous) :

Comme on peut le voir ci-dessous, une disposition correcte des lentilles et des écrans permet de supprimer totalement le bord des écrans. De plus avec un zoom de 0,92 environ sur chacune des vues, on passe d'un écran à l'autre sans "trou", même en bougeant la tête.

Positionnement des automatiques fenêtres.

Pour éviter de devoir, à chaque démarrage de FSX, re-dimensionner et re-positionner manuellement les fenêtres des différentes vues, il existe un script qui permet de le faire automatiquement. Ce script a été écrit par Benjamin GARCIA et est disponible sur son site ici : http://www.simu182rg.fr/Telechargement.htm . Décompressez le fichier téléchargé. Tout ce qui est nécessaire au fonctionnement est fourni ainsi qu'un tutorial expliquant comment installer et utiliser les scripts.

Liens.

Les bases :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Lentille_de_Fresnel : Qu'est-ce qu'une lentille de Fresnel ?

http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/lens/p-convex.html : Animation Java montrant la formation d'une image réelle ou virtuelle. On retiendra 2 choses :

Pour obtenir une images virtuelle, la distance lentille-écran doit être inférieure à la distance focale de la lentille.
Que ce soit la face plane ou la face gravée de la lentille qui soit face à l'écran, le résultat est le même ( http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/lens/p-convex1.html ).

Lentilles de Fresnel utilisées :

Pour un écran de 19'', on peut utiliser une lentille de 400 x 320 mm (focale 550 mm) ; cette lentille est utilisable, à la rigueur, jusqu'à 21''.
Pour un écran de 21'', on utilisera de préférence une lentille de 430 x 406 mm (focale 650 mm).
Aucune différence de qualité d'image entre ces deux lentilles malgré la différence de "pitch".

En fait, il faut que la largeur de la lentille soit égale ou même légèrement inférieure, à la largeur utile de l'écran.

On peut trouver ces lentilles ici :

3Dlens : Pour information, une lentille 400 x 320 mm (focale 550 mm) - Réf. : F550 - pour écran de 19'' coûte 25 $ l'unité. Prix par quantité.
Lumenlab.com : Lentille de 430 x 406 (focale 650 mm) - Réf. prf650 - pour écran de 21 ou 22'' à 25 $. Prix par quantité.
IzzoTeK.com : Fournisseur français. Dispose, entre autres, des deux lentilles ci-dessus.

On trouve également chez FREX des lentilles de 550 x 450 mm (focale 440 mm) qui conviennent pour des écrans 24''. Cependant, ces lentilles ont une distance focale un peu faible (il faudrait 650 ou 700 mm), ce qui introduit une légère courbure de l'horizon en virage. Au delà de 24'', je pense que la déformation serait trop visible. Il faudra donc recouper ces lentilles à 500 mm environ pour du 24 '' (opération assez délicate). Prix : 72 Euros environ.

Autres sources :

On peut aussi trouver des lentilles de Fresnel chez les revendeurs d'aide aux malvoyants, mais je ne les ai pas testées (focale ?, pitch ?). Voir par exemple chez MaxiAids ou chez Deaco.

Plus d'infos ? Le Web regorge d'informations sur le sujet. Voir ici par exemple pour plus d'information sur les systèmes à lentille et collimateur.

Du sérieux ! Un article de Boeing sur le sujet ( Flight simulation visual requirements and a new display system -SPIE Proceedings Paper- by John G. Amery & Harry R. Streid).

Forum Racesimcentral : Les avis des fans de simulation auto sur les lentilles de Fresnel (en anglais).

Forum Otau Games : Même chose mais en français.

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