Monographie du stéréoscope et des épreuves stéréoscopiques

Yingt-deux années se sont écoulées déjà depuis l’élude spéciale et l’explication raisonnée des effets de la vision binoculaire, et de cette époque date une ère nouvelle pour le développement d’une partie de l’optique. Cette découverte a précédé d’une année celle du daguerréotype, premier pas de la photographie; il semble que dans la destinée des choses de ce bas-monde, l’une devait arriver à point pour donner à l’autre toute l’extension et la portée dont elle était susceptible. Sans la photographie, le stéréoscope fût demeuré une curieuse application d’optique, mais son rôle eût été borné à nous faire voir en relief des solides géométriques en petit nombre et difficilement dessinés à la règle et au compas. Nulle main au monde ne pouvait rendre l’aspect saisis-

sani d’un portrait ainsi exécuté ou d’une vue même de peu d’étendue. La photographie naquit, et ses applications au stéréoscope ont ouvert une carrière qui n’a pas de bornes, et dont chaque jour écoulé recule la limite.

La peinture, la sculpture, l’architecture empruntent au stéréoscope leurs souvenirs ou leurs inspirations ; l’histoire naturelle, la cristallographie, l’ethnologie, l’archéologie, que sais-je? toutes les sciences ont besoin aujourd’hui de son concours. Que l’on ne s’étonne donc pas de la popularité acquise par le stéréoscope, mais que l’on reste surpris de ce qu’il soit demeuré aussi longtemps sans être compris, et qu’il ne soit pas encore mille fois plus répandu!

Euclide. — Galien. *— Léonard de .Vinci. — Jean Porta. — Aguillon, Gassendi, etc., ont effleuré la connaissance de la \ision binoculaire.

II paraît certain qu’Euclide, il y a un peu plus de deux mille ans, s’était déjà rendu compte que la vision en relief, oTipoa est due à la simultanéité d’im¬

pression de deux images dissemblables du même objet obtenues par chaque œil de l’observateur. D’après la citation d’Arago, si nous croyons voir un objet entier, cela provient, a-t-il écrit, de la rapidité extrême avec laquelle notre vue en parcourt d’un mouvement continu toutes les parties.

UISTOIRE ET DÉCOUVERTE.

Galien, le savant médecin des temps antiques, parlait aussi de ce pliénomène quelque cinq cents ans après son prédécesseur mathématicien.

Il est probable que depuis ces deux grands observateurs qui ont synthétisé les connaissances de leur époque chacun à un point de vue spécial^ beaucoup d’autres savants ont parlé de ces phénomènes, mais ces ouvrages ne nous sont pas parvenus, et, dans notre analyse rapide, nous passons immédiatement cette grande lacune pour arriver à la Renaissance.

Léonard de Yinci, en 1584, effleura ce sujet dans un manuscrit célèbre ; un pas de plus et la découverte était faite. Son génie se tourna vers la célébrité immédiate de son art, et l’inconnu subsista.

Le pliysicien Jean Porta, en 1595, eut connaissance de la vision binoculaire d’images distinctes, et François Aguillon, en I6l3, consigne ces faits vaguement, dans son Traité d’optique publié à Anvers.

Gassendi, Ilarry Smith avaient aussi pressenti cette question intéressante. 11 paraît môme que, dès 1834, EUiot, mathématicien écossais, conçut l’idée d’un instrument destiné à faire voir simultanément deux images dissemblables propres à prouver la sensation du relief; mais il ne réalisa cette invention qu’en 1839.

MONO&RAPillE DU STÉRÉOSCOPE

Wliealstone, dès 1832 , découvre la théorie. — - Premier stéréoscope réalisé par lui en 1838.

Ainsi, la découverte effective de Wheatstone date de 1838 sous une forme solide. Les premières idées théoriques à ce sujet remontent à 1832. Elles furent publiées à cette époque par M. H. Mayo, dans la troisième édition de ses OuUines of huinan pfiysiology.

L’idée première du stéréoscope’de Wheatstone, réalisée en 1838, produisit un instrument de forme peu commode, il est vrai, mais parfaite pour faire ressortir le principe éminemment neuf que son auteur avait introduit dans la théorie de la vision binoculaire. En effet, avant Wheatstone, les physiciens et les physiologistes ne s’étaient pas rendu compte d’une façon suffisamment nette de l’influence que la double impression reçue par l’organe visuel pouvait avoir sur l’appréciation des formes que les objets présentent. On pensait bien que le mouvement plus ou moins grand de convergence, communiqué aux axes optiques des deux yeux pour les diriger en même temps sur un même objet, permettait de reconnaître la distance plus ou moins grande à laquelle il se trouve; on savait aussi que les personnes privées d’un œil manquent de précision dans l’appréciation des distances, et ne peuvent arriver à suppléer à la vision bino-

HISTOIRE ET DÉCOUVERTE

culaire que par le sentiment de la perspective aérienne, et par l’appréciation des effets de parallaxe produits par de légers déplacements de l’œil; mais on n’avait pas pensé que la dissemblance entre les apparences produites sur les deux yeux par la vision d’un objet unique pût faire naître dans notre esprit le sentiment du creux et du relief, ou^, du moins, aider puissamment aux notions déjà fournies par la perspective et par le jeu des ombres et des lumières.

Expériences à l’appui du principe. — Expériences de M. Necker de Saussure. — Expériences el théorie de j\I. Biücke. — Vision successive.

M. Wheatstone mit le premier ce principe en évidence au moyen d’une série d’expériences ingénieuses.

Il montra que deux lignes droites tracées sur deux feuilles de papier verticales donneraient, en s’unissant, la sensation d’une ligne horizontale; que des courbes tracées sur ce môme papier se redressaient dans l’espace et semblaient se couper ; que des images plates de cônes, de cubes, de pyramides, de polyèdres, et d’autres objets plus compliqués, donnaient la sensation de solides en relief; que des fleurs, des cristaux, des bustes, des vases, des instruments de diverses formes pouvaient être représentés si parfaitement, qu’il était difficile, à la vue simple, de les distinguer des objets eux-mêmes.

Il signala et décrivit en même temps les effets singuliers qui se produisent lorsqu’on place devant l’œil droit l’image de l’objet vu de l’œil gauche, et réciproquement. Il s’aperçut que le cône en relief, par exemple, était remplacé par un cône creux, et réciproquement. M. Wheatstone rapportait encore un fait sur lequel M. Necker de Saussure avait appelé le premier l’attention dans une lettre à sir David Brewster. Voici cette expérience :

Dessinons un cube au rhomboèdre, de telle sorte que l’angle solide A soit ou le plus près de l’œil , ou en avant

du tableau, l’angle solide le plus loin derrière le

Q tableau : et que, par con-

/ séquent, la face ACDB soit en avant , et la face A' DCE sur le côté en arrière. Si l’on regarde pendant quelque temps, et

Fig. i.

attentivement la figure, on s’apercevra que la position apparente du cube semblera quelquefois opposée, de sorte que l’angle A' paraîtra le plus près, et l’angle A le plus loin.

Pour obtenir ces effets divers, il faut fixer attentivement le point A seul , position des yeux dans laquelle les autres points de la figure n’apparaissent qu’avec une vision troublée et indistincte. Dans ce cas, le point A

IIISTOIIIE ET DÉCOUVERTE.

apparaîtra en avant et plus près. Si, an contraire, on fait la même expérience en fixant le point A', celui-ci deviendra en avant et proéminent.

Il semble ressortir de ce fait que l’intensité de l’impression sur l’œil détermine la proéminence de l’un des deux points.

Si, devant un de nos yeux, nous plaçons divers objets de manière que l’une deleurs faces cache l’objet pour cet œil, en ouvrant l’autre, nous percevrons par celui ci une image très-différente de celle offerte au premier. Par exemple : un crayon horizontal dont la section cache la longueur, une lame de couteau dont le dos cache le tranchant, plus simplement la main, dont l’index cache les autres doigts. Il est donc évident, par ces exemples choisis de manière à rendre l’expérience frappante, que chaque objet offert à nos yeux produit sur chaque rétine une image différente.

Supposons maintenant que nous ayons un dessin exact de chacune de ces visions distinctes, le problème du stéréoscope consistera à chercher comment on peut faire arriver sur les deux rétines ces deux images du même objet, absolument comme si elles étaient envoyées par l’objet lui-même.

Cette théorie, émise par M. Brücke, rend compte des phénomènes les plus compliqués de la vision stéréoscopique. Suivant lui, nous ne voyons jamais un objet entier de la vision distincte, et nous ne pouvons voir dis-

ÎO

tinctement, à chaque instant, qu’un seul point du même objet; en outre, plus nous verrons ce point distinctemenl, plus le reste de l’objet apparaîtra confus ou double. Donc, dans la sensation ordinaire du relief des objets extérieurs, l’impression de vision distincte produite sur nos yeux n’est pas une et simultanée; elle est la résultante d’une série d’impressions se succédant à des intervalles très-rapprocbés mais appréciables.

Qu’on place devant un œil, àO"", 15"" environ, un objet mince vertical, crayon, règle, porte-plumes, qu’on en mette un second h une distance double, en fixant attentivement l’objet le plus près, de manière à en avoir une perception bien distincte, le plus éloigné paraîtra double. Si on renverse l’expérience, en regardant le plus éloigné, le premier sera confus et dédoublé.

En juxtaposant ces images, en essayant de les faire mordre l’une sur l’autre, on n’aurait pas la sensation du relief, car cbacune d’elles serait vue par les deux yeux, et il faut, au contraire, qu’elles arrivent isolément, tout en paraissant venir d’un seul et même point. C’est en les réfléchissant sur des miroirs qu’on y arrive le plus simplement^ et ce fut la première phase de l’invention.

Superposilion sans instruments.

On peut se rendre compte de ces phénomènes au moyen de la combinaison suivante : Tracez, sur une même

HISTOIRE ET DÉCOUVERTE

feuille de papier, à une certaine distance l’un de l’autre, deux dessins en perspective d’un même objet, tels qu’ils doivent être pour produire sur chaque œil l’impression correspondante à la vision de l’objet direct; puis ramenez, par un moyen quelconque, les images de ces dessins sur les points des deux rétines qui sont impressionnées simultanément dans la vision de l’objet luimême, et, alors, cet objet apparaîtra comme s’il existait réellement dans l’espace avec ses trois dimensions.

Pour produire cette superposition apparente des deux images, il suffit à quelques personnes d’agir par la volonté sur le§ muscles des yeux, de façon à produire un degré convenable de strabisme.

Cette faculté ne s’acquiert qu'avec un certain exercice, et peu de personnes y parviennent sans difficulté et surtout sans fatigue; aussi M. Wheatstone eut-il la pensée de substituer à ce moyen incommode et incertain, l’emploi d’un appareil qui produisît le même effet, et il imagina le stéréoscope primitif ou stéréoscope à réflexion.

Cet instrument, malgré la simplicité de sa construction, ne présentait pas une assez grande commodité pour être utilisé autrement que comme objet d’étude. Aussi, malgré tout l’intérêtque cette question devait présenter, ne fut-il construit en France que quelques-uns de ces appareils qui restèrent enfouis dans les cabinets de physique. La forme de cet appareil est peu portative, nous en verrons la description dans la 2® partie, c’est de

ÎIONOGRAPilîE DU STÉRÉOSCOPE.

plus un instrument fragile. Î1 fut donc abandonné, et cependant il est probable qu’avec quelques modifications que l’expérience fera trouver, ce sera celui auquel on reviendra. Il a des défauts, mais aussi de grands avantages.

Perfeclionnement de Wheatstone.

La disposition qui devait populariser le stéréoscope, consistait à produire la superposition des images non plus par réflexion, mais par réfraction. Nous verrons que sous cette forme l’instrument devient moins volumineux, partant, portatif et plus commode.

Des essais furent faits dans cette voie par M. Wheatstone, ainsi que cela résulte de la citation suivante d’une lettre de M. Murray, opticien à Londres, à M. Wheatstone.

« En examinant les comptes que vous a fournis « M. Newmann de Régent Street pendant le temps que « j’étais employé dans son établissement, je trouve que « ma première connaissance de ses stéréoscopes à miroir « et de vos stéréoscopes à prismes date de la dernière « moitié de l’année 1832. »

Huit années avant la construction de ces stéréoscopes par un autre.

IIISTOIRE ET DÉCOUVERTE.

M. Brewsler. — PerfecUonnemenls apportés par lui.

Mais le but ne fut atteint que par M. Brewster (4) en 1850. Ce fut le point de départ d’une vulgarisation qui n’est encore qu’à sa première période.

Cet habile physicien fut naturellement amené à faire ce changement par suite des études spéciales auxquelles il s’était livré pour substituer dans plusieurs instruments d’optique aux miroirs réflecteurs des prismes réfracteurs. Il imagina de couper en deux parties une lentille quelconque et de placer la moitié gauche devant l’œil droit, la moitié droite devant l’œil gauche en conservant

(1) David Brewster, né en 1781 à Jedbrugh, en Écosse. Ses parents occupaient une position médiocre et le destinaient à l’élat ecclésiastique. A 10 ans, ses succès allirèrenl l’attention des professeurs Robertson et Dugald Steward, il fut bientôt choisi pour la rédaction deVEdimhurgh Encyclopedia, qu’il dirigea pendant 22 ans, de 1808 à 1830. Il devint ainsi un des écrivains les plus savants dans l'optique, objet constant de ses études, et y fit un grand nombre de découvertes.

Ce furent d’abord des appareils très-puissants pour les phares; en 1816, le kaléidoscope devenu populaire. L’Institut de France lui vola un prix de 3,000 fr. En 1819, il fit des découvertes remarquables sur la polarisation de la lumière et reçut de la Royal Society où il avait été admis, une médaille d’or et une d’argent. En 1825, il fut élu membre correspondant de tous les corps savants de l’Europe. En 1831, il fut chevalier de l’ordre de Guillaume IV, et quelques années après, élu membre étranger de l’Académie Française. Il est le traducteur des Lettres d’Euler, et a fait la biographie d’Isaac Newton. Il a beaucoup et bien écrit sur la photographie, et posé dès longtemps les lois convenables à la construction des stéréoscopes.