Le financement de ce site est assuré par vos dons, merci!
 
Les détecteurs sensoriels
aide
La vision

Liens
AideLien : Psychophysics of VisionLien: OmnivisionLien : IllusionTours
Lien: Best Visual Illusion of the Year Contest
Expérience
Expérience : Visual illusions
Outil
Outil : Definition of Perception
Capsules originales
Outil: L'optiqueL'optique
Expérience: Le point aveugle Le point aveugle

Les meilleures illusions d’optique de l’année

L’échiquier d’Adelson


On appelle constance perceptuelle cette tendance que nous avons de voir des objets familiers comme ayant une forme, une taille ou une couleur constante, indépendamment des changements de perspective, de distance ou d’éclairage que subissent ces objets. Notre perception de l’objet se rapproche alors bien davantage de l’image générale mémorisée de cet objet que du stimulus réel qui frappe notre rétine. La constance perceptuelle est donc ce qui nous permet de reconnaître par exemple une assiette de légumes, que celle-ci soit vue de haut sur une table, devant nous dans un restaurant sombre ou en plein jour de profil sur un immense panneau réclame situé à plusieurs dizaines de mètres de nous.

Jean Piaget a montré que cette constance perceptuelle est loin d’être innée et s’acquiert chez l’enfant. C'est en apprenant à saisir les objets que l'enfant se fait une idée de leur taille et de leur éloignement. Et c'est en se déplaçant qu'il apprend à les reconnaître selon différents angles et sous des conditions d'éclairement variables.



LA PERCEPTION VISUELLE DÉVOILÉE PAR LES ILLUSIONS D'OPTIQUE

Notre système visuel décortique les interactions des ondes électromagnétiques visibles avec les objets de notre milieu pour en extraire des informations sur le monde et rendre possible la perception visuelle. Celle-ci est considérée comme un processus dynamique qui va bien au-delà de la simple réplication de l’information visuelle fournie par la rétine.

Percevoir, c’est créer une figure ou une forme qui n’apparaît pas nécessairement comme tel dans le réel, mais dont la représentation mentale permet de la reconnaître dans diverses conditions, comme lorsqu'elle est partiellement cachée par quelque chose. Par conséquent, étudier la façon dont le cerveau parvient à combler l’information manquante ou ambiguë peut nous en dire beaucoup sur notre façon de percevoir le monde. Et l’étude des illusions d’optique est un terreau fertile où des images ambiguës forcent notre cerveau à prendre des décisions qui nous renseignent sur sa façon de percevoir le monde.

Si la majorité des illusions d’optiques sont le fruit de processus corticaux, certaines prennent tout de même naissance dans la rétine. C’est le cas de la grille d’Hermann où l’apparition de spots gris aux intersections des rangées et des colonnes créées par les carrés s’expliquerait par le phénomène d’inhibition latérale rétinienne.

Par contre si l’on regarde fixement une intersection, elle paraît blanche parce qu’on fait alors appel aux cellules de notre fovéa qui, elles, font beaucoup moins de correction par rapport à l'environnement.

Expérience : An illusion by Victor VasarelyLien : TRICKS OF THE EYE, WISDOM OF THE BRAIN

 

Autre exemple d’illusion d’origine rétinienne : après avoir fixé l’œil de l’oiseau pendant une vingtaine de secondes, sa silhouette en rouge apparaît lorsqu’on fixe la cage. L’explication réside cette fois au niveau des cônes, ces photorécepteurs sensibles à la couleur. Les cônes verts couvrant la forme de l’oiseau sur la rétine subissent une désensibilisation progressive qui amène les autres cônes à prendre le dessus. Lorsqu’on regarde ensuite le fond blanc de la cage, un oiseau rouge se dessine parce que le blanc moins le vert donne une lumière rougeâtre. On appel cette image qui demeure quand on cesse de regarder un objet «l’image résiduelle».

 


 


Malgré les apparences, les deux cercles gris sont de la même teinte (passez la souris sur l’image pour vous en convaincre).

 

Les cercles sont de la même couleur même si celui sur fond bleu semble avoir des teintes rougeâtres et des teintes bleutées sur fond rouge (passez la souris sur l’image pour vous en convaincre). L’effet du fond influence aussi la perception des couleurs.

 


Parce que notre système visuel interprète l’éclairage comme provenant d’en haut, on perçoit les sphères dont la partie supérieure est plus pâle comme ressortant du dessin et les sphères dont la partie supérieure est foncée comme rentrant à l’intérieur du dessin.

 

Le contexte a une grande importance sur nos perceptions. Une personne de taille moyenne nous fait penser à un nain au milieu d’une équipe de basketball et à un géant parmi une classe d’enfant de six ans. Bref, ce qui entoure un objet influence toujours notre perception de celui-ci.

Le même phénomène s’applique à la luminosité apparente d’une surface qui dépend non seulement de sa propre luminance mais également de celle des surfaces avoisinantes. Le même cercle gris semble par exemple plus clair quand il est situé sur un fond foncé et plus foncé lorsqu’il est sur un fond pâle. Une explication souvent avancée pour rendre compte de ce phénomène consiste à dire que notre cerveau considère le cercle sur fond foncé comme un disque clair situé dans un endroit peu éclairé, et le cercle sur fond clair comme un disque foncé dans un lieu bien éclairé, ce qui suffirait à faire apparaître comme différents les deux cercles du même gris.

Une autre façon d’expliquer ce phénomène est de considérer notre perception comme adaptée aux stimuli environnants passés, de sorte que ceux-ci deviennent une sorte de ligne de base à partir de laquelle les stimuli subséquents sont perçus. Un peu comme le silence profond que l’on remarque quand le son d’un réfrigérateur cesse brusquement. Ce que nous percevions comme le silence avant l’arrêt du réfrigérateur était en fait un grondement stable auquel on s’était habitué.

Lien : Lightness Perception and Lightness IllusionsExpérience : “Induced Grating”Expérience : “Contrast Constancy”Lien : An empirical explanation of color contrastExpérience : how many colours can you see?
Expérience : Neon Colour SpreadingLien : Color constancyLien : Context EffectsExpérience : Context

L’éclairage d’une scène visuelle est un facteur important pris en compte par le système visuel pour l’aider à identifier un objet. Dès qu’on interprète une image comme pouvant être en trois dimensions, notre système visuel essaie immédiatement d’évaluer d’où provient l’éclairage et utilise cette information pour décoder les propriétés de l’objet.

Lien: The influence of depicted illumination on brightness

Les illusions d’optique les plus troublantes combinent souvent plusieurs phénomènes allant tous dans le même sens afin d’accentuer l’erreur d’interprétation du système visuel. L’échiquier d’Adelson, avec ses cases A et B qu’on jurerait noire et blanche alors qu’elles sont du même gris, procède ainsi.

On a d'abord droit à une illusion de contexte (voir plus haut). La case A est entourée de cases blanches, ce qui nous la fait percevoir comme plus foncée. À l’inverse, la case B est entourée de cases noires, ce qui nous la fait percevoir comme plus pâle.

Ensuite, la région plus sombre à gauche du cylindre est immédiatement interprétée comme de l’ombre parce qu’on voit le cylindre qui la crée et ses variations de vert qui suggèrent une source d’éclairage à droite de l’image. Par conséquent, en se basant sur notre expérience passée, notre système visuel alloue à la case B une clarté supérieure, se disant qu’elle doit être en réalité plus claire en pleine lumière étant donné que même dans la pénombre elle semble relativement plus claire que les cases voisines.

L’illusion fonctionne enfin parce que chaque case est entourée d’une structure en « X » bien délimitée formée par quatre autres cases, ce qui indique fortement à notre système visuel que la surface entre les quatre cases doit être interprétée comme un changement de teinte de la peinture de cette surface, et non un changement causé par un ombrage ou un changement d’éclairage.

Loin de démontrer des failles dans notre système visuel, ces phénomènes mettent en évidence de puissants mécanismes de discernement qui permettent d’extraire et d’identifier des objets parmi la profusion de formes confondantes du monde réel.

Expérience : The simultaneous contrast effect Expérience : The Criss-Cross illusion Expérience : Adelson's  “Corrugated Plaid” Expérience : Contrast Gain Control Expérience : The Impossible Steps Expérience : White's illusion Expérience : interactive movies based on a paper by Edward H. Adelson Expérience : L' échiquier d'Adelson - la preuve - démonstration

 

 

Il arrive fréquemment que l’on perçoive des figures qui se détachent de leur fond bien qu'aucun trait ne soit tracé pour délimiter celles-ci. De plus, aucun changement de luminance ne permet généralement d’isoler cette image subjective de son environnement.

Encore une fois, le système visuel n’est pas passif mais prolonge automatiquement des segments dans les régions du dessin où ils sont absents. On imagine alors qu’un objet est posé sur les lignes ou les formes abstraites du dessin. La perception de telles figures sans contour refléterait des propriétés innées dans le câblage du système visuel.

Expérience : Blur & picture contentExpérience : No sex… Blur & figure-ground reversalExpérience : Blotted letters - a Gestalt phenomenonExpérience : Rotation changes the interpretationExpérience : Shading, Depth and FacesExpérience : Inverted faces - Thompson's “Thatcher Illusion”

 

 

Une autre catégorie d’illusions qui joue sur la subjectivité des contours est celle où la figure peut devenir le fond, et vice-versa. Les psychologues qui ont développé les théories de la Gestalt ont d’ailleurs mis au point d’innombrables figures où la relation figure – fond est ambiguë. Ceci dans le but de démontrer l’argument central de cette théorie qui veut que le tout ait des propriétés globales autres que celles issues de la somme de ses parties.



Dans l’exemple classique des deux profils qui, en se regardant, délimite un espace qui peut être vu comme un vase, on s’aperçoit que notre perception peut alterner entre les profils et le vase. Le fait que notre attention considère avant tout la partie pâle ou noire du dessin nous fait percevoir cette partie comme la figure et renvoie automatiquement l’autre comme simple fond. Et vice versa, la perception de l’une excluant l’autre.



Il semble donc que devant une scène complexe, notre cerveau a besoin de discerner une figure principale et qu’il relègue le reste comme étant un simple fond. Ces illusions montrent bien le travail de regroupement et de ségrégation des caractéristiques d’une scène complexe qu’effectue le système visuel pour reconnaître un objet. Des artistes facétieux tirent parfois parti de ces associations nécessaires à la perception pour laisser deux possibilités aussi plausibles l’une que l’autre.

Lien : Perceptual OrganizationLien : Gestalt Principles of Visual Organization Expérience : The Koffka RingExpérience : “Biological Motion”Lien : Figures ambiguës

 


Ces 4 disques dont la fente est orientée vers l’intérieur provoquent la perception d’un carré au contour subjectif.


Un cercle semble déposé sur ces lignes convergentes alors qu’aucun contour ne définit ce cercle.

 


Profils ou vase ?


Femme ou saxophoniste ?


Deux têtes dégarnies ou une poitrine bien garnie?

À partir d’une image à deux dimensions projetée sur nos deux rétines, notre système visuel reconstruit une perception en trois dimensions du monde qui nous entoure. Pour percevoir la profondeur d’une scène visuelle, notre cortex visuel s’en remet à deux sources d’information : celle fournie par notre vision binoculaire intégrant les images légèrement différentes des deux yeux; et les indices de notre vision monoculaire pouvant être perçue par un seul œil.

Quand un objet est proche de nous, on s'appuie surtout sur la disparité entre les deux images perçues par chaque œil donc, donc notre vision binoculaire. La raison en est tout simplement que plus la distance augmente, plus la différence d’angle entre les deux yeux qui observent l’objet diminue.

Mais même avec en vision monoculaire on peut avoir une impression de profondeur car le cerveau la déduit de plusieurs indices :

- L’interposition est certainement l’indice le plus fréquent car il survient à chaque fois qu’un objet nous bloque complètement ou en partie la vue d’un autre simplement parce qu’il se trouve devant. On déduit alors que l’objet caché se trouve plus loin.

- La perspective atmosphérique est causée par les particules de poussière et d’humidité suspendues dans l’air et qui font que plus un objet est loin, plus il a l’air voilé et diffus.

Expérience : The snake illusionExpérience : The Haze illusion

- Un gradient de texture apparaît lorsque nous regardons une surface avec un certain angle: la texture devient plus dense et moins détaillée à mesure que cette partie de la surface s’éloigne de nous.

- Un autre indice auquel on se réfère constamment sans s’en apercevoir est simplement la taille d’un objet. On parle de taille relative quand on ne connaît pas la taille exacte de deux objets mais que l’on sait qu’ils sont identiques. Celui qui projette la plus petite image sur la rétine est alors interprété comme étant plus loin. Si la taille d’un objet familier est bien connue, on utilise alors cette référence pour évaluer la distance de l’objet, sachant bien entendu que sa taille apparente diminue avec la distance.

- Le mouvement de parallaxe est cette impression que les objets qui sont à différentes distances de nous bougent à différentes vitesses quand on se déplace. Plus les objets sont distants, plus le mouvement de parallaxe est faible.

Malgré les apparences, le monstre poursuivi est de la même taille que le monstre poursuivant. Pour vous en convaincre, passez votre souris sur l’image.

- La perspective linéaire renvoie au phénomène bien connu de convergence apparente des lignes parallèles qui s’éloignent de nous et qui se rejoignent virtuellement à l’horizon. Un objet situé plus près de ce point qu’un autre signifie donc pour notre système visuel qu’il est plus loin. Et c’est généralement vrai, à deux exceptions près. D’abord les dessins où deux objets identiques sont représentés sur des lignes convergentes qui suggèrent une perspective comme sur le dessin ci-contre. L’objet plus près de cet horizon virtuel nous apparaît alors plus gros, puisque notre cerveau le situe plus loin, donc pour avoir cette taille sur notre rétine étant plus loin, on se dit qu’il doit forcément être plus gros. L’autre exception est celle des corps célestes comme la lune, ce qui donne lieu à la fameuse illusion de la pleine lune qui nous apparaît plus grande quand elle se lève.

Expérience : Hering IllusionLien : L'INTERPRETATION DES ILLUSIONS

 



Une source importante d’ambiguïté pour le système visuel vient tout simplement du fait que le monde en trois dimensions où nous vivons se projette sur la surface de notre rétine qui n’en a que deux. Différents objets, selon leur distance et leur orientation, peuvent donc occuper le même espace sur la rétine, d’où une confusion que notre cerveau cherchera à éclaircir par d’autres indices. Parmi ceux-ci, notre expérience passée de l’objet en question et celle de notre espèce encodée dans nos gènes y seraient pour beaucoup.

 


Un angle donné projeté sur la rétine peut provenir de d’objets ayant une variété d’angles,
de longueur et d’orientation dans l’espace.

Expérience : The Temple Illusion
  Présentations | Crédits | Contact | Copyleft