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Chercheur : Frank Tong
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Expérience : Visual illusionsExpérience : Sight (Vision) Expérience : The waterfall illusion can be transferred between vision and touch
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Outil : Definition of Perception

Les meilleures illusions d’optique de l’année

L’effet phi n’est pas l’effet bêta!

 

Une des illusions les plus communes est celle de la pleine lune qui nous paraît énorme quand elle se lève à l’horizon. Il s’agit clairement d’une mauvaise interprétation du cerveau puisque la lune, située à 385 000 km de la Terre, couvre par conséquent sur la rétine toujours le même arc de cercle d’environ 0,5 degrés, qu’elle soit à l’horizon ou au-dessus de nos têtes.

L’image formée sur la rétine étant donc toujours la même, c’est la présence de l’horizon près de la lune qui nous la fait ressentir comme plus grosse. Pour s’en convaincre, on peut faire un trou dans une feuille de papier et y regarder la lune se lever, mais sans voir l’horizon. La lune nous paraît alors plus petite, si bien que si l’on ouvre l’autre œil qui peut voir l’horizon, les deux yeux vont voir chacun une lune de taille différente !

Par expérience, nous savons qu’un nuage, un avion ou un arbre sera plus petit s’il est près de l’horizon que s’il est au-dessus de nous. Cette règle s’applique à tous les objets que nous côtoyons sur la Terre. Il semble donc que notre appareil visuel a été modelé par l’évolution à partir de cette réalité et que nous sommes dépourvus quand vient le temps d’interpréter un objet si éloigné comme la lune qui occupe la même surface rétinienne qu’elle soit près ou loin de l’horizon. Notre cerveau interprèterait donc la lune comme étant plus grosse parce qu’il se dit que si son image ne devient pas plus petite à l’horizon, c’est que cet objet doit être vraiment très gros. Et il nous la fait percevoir en conséquence…

Une autre façon de l’expliquer est de dire que la distance par défaut d’un objet est toujours moindre que celle de l’horizon pour le cerveau. Bien entendu, le cerveau applique cette règle aux objets terrestres car ce sont les seuls qu’il connaît… à part la lune et le soleil. Pour ces deux corps célestes, leur distance ne varie pas qu’ils soient à l’horizon ou au zénith, ce qui induit notre système visuel en erreur. Des raffinements à cette explication ont été proposés et les mécanismes psychologiques qui provoquent l’illusion de la lune demeurent encore débattus.

Lien : Experiment in Perception: The Ponzo Illusion and the Moon.Lien : The Moon Illusion ExplainedLien : The Moon Illusion, An Unsolved Mystery.
LA PERCEPTION VISUELLE DÉVOILÉE PAR LES ILLUSIONS D'OPTIQUE

Des mécanismes à l’origine des illusions d’optique ont été localisés un peu partout le long des voies visuelles. Si certaines prennent naissance dans la rétine, la plupart sont cependant le fruit du travail de reconstruction de l’image de notre cortex visuel (voir encadré en bas).

Car contrairement à ce que l’on ressent intuitivement, ce que nos sens nous montrent ne correspond pas directement au « réel ». Avec la vision, il y a par exemple une très grande réduction de la quantité d’information entre l’image qui s’imprime sur la rétine et le message transmis par le nerf optique. En effet, les 125 millions de photorécepteurs qui reçoivent l’information lumineuse convergent vers 100 fois moins de cellules ganglionnaires.

Pour compenser cette masse d’information perdue et nous donner les perceptions riches en relief, couleurs ou mouvements que nous avons, le cerveau introduit des paramètres abstraits qui souvent complètent ou amplifient des éléments fragmentaires de la réalité. Une interprétation tellement performante qu’elle crée parfois ce qu’on appelle une illusion d’optique, autrement dit une impression de cohérence là où il n’y en a pas.

Dans les illusions dites géométriques, on retrouve généralement un élément "inducteur" qui provoque la mauvaise interprétation et un élément "test" qui la subit. Par exemple, dans l’illusion de Zöllner (à droite), les petites lignes verticales et horizontales sont l’élément inducteur et les longs traits obliques, l’élément test.

Expérience : Poggendorff IllusionExpérience : Café Wall Illusion

Dans la mise en relation de grandeur, l’assimilation d’un élément test à des éléments inducteurs plus grands amène une sous-estimation de celui-ci. L’inverse se produit avec des éléments inducteurs plus petits qui provoquent une surestimation de l’élément test. Résultat : bien que rigoureusement identiques, les deux éléments tests nous paraissent différents à cause de l’effet du contexte.



La présence de traits suggérant un effet de perspective entraîne également des illusions de grandeur. Pour deux objets de même grandeur, celui qui nous apparaît plus éloignée à cause de l’effet de perspective sera perçu comme étant plus grand.

Les lignes qui convergent vers l’horizon sont un indice d’éloignement sur lequel s’appuie notre cerveau depuis les débuts de son évolution pour évaluer les distances. L’illusion de la pleine lune qui nous paraît immense lorsqu’elle se lève y trouve aussi son explication (voir encadré).

Lien : Context and Expectations; Categorization and Selectivity

 

Dans l’illusion de Zöllner, les grandes lignes sont parallèles même si on a l’impression qu’elles vont se croiser si on les prolonge (passez la souris sur l’image pour vous en convaincre). Notre cerveau cherche à ramener les angles formés par les petits traits avec ces grandes lignes à des angles droits, « inclinant » ainsi les lignes les unes vers les autres.

 

Passez la souris sur l’image pour vous
convaincre que les deux cercles
centraux sont de la même taille.

 

L’effet de perspective est ici renforcé par le damier sur lesquels on se fie pour estimer la taille des deux traits. Passez la souris sur l’image pour vous convaincre que les deux lignes sont de la même longueur.



Deux points de vue incompatibles entre eux mis en relation de façon astucieuse.


Jeune fille ou vieille femme ? Le menton de la jeune correspond au nez de la vieille, l'oeil de la vieille correspond à l'oreille de la jeune...

 

Les illusions d’optique artistiques sont des œuvres où l’artiste a délibérément introduit des éléments destinés à rendre son interprétation insolite ou la réalité physique de l’objet représenté impossible.

Certaines sont construites en combinant deux dessins qui suscitent des interprétations incompatibles entres elles.

 

 

 

 

D’autres portent sur l’ambiguïté, chaque dessin pouvant donner lieu à au moins deux interprétations visuelles qui s’excluent mutuellement. Une fois les indices concernant les différentes interprétations identifiés, l'observateur peut ensuite passer volontairement d'une interprétation à l'autre. Ce genre d’aller-retour entre deux interprétations d’une même image s’apparente aux illusions où la figure et le fond sont interchangeables.


Les illusions de mouvement sont une autre grande catégorie d'illusions d'optique.

Certaines images peuvent donner l’illusion que leurs éléments bougent lorsque l’observateur se déplace légèrement par rapport à celle-ci. Pour l’image ci-contre par exemple, il faut fixer le point central et avancer la tête vers la figure pour voir les deux cercles faits de petits losanges se mettre à tourner en sens opposé.

 


Pour d’autres images, il n’est même pas nécessaire de bouger. Un mouvement apparent est généré simplement en regardant l’image, par le seul arrangement graphique particulier de ses éléments. C’est le cas avec la figure ci-contre où notre œil a de la difficulté à établir les contours du cercle central.


L’illusion de mouvement de certaines des roues de l’image ci-dessous se produit uniquement dans notre vision périphérique. Sitôt qu’on fixe une roue, elle s’arrête de bouger, mais pas celles qui se retrouvent en périphérie par rapport à elle. Bien que cette illusion ne soit pas complètement expliquée, on sait que l’ordre dans lequel sont placées les quatre zones de couleur et de luminance différente est déterminant. Plus spécifiquement, le mouvement illusoire tend à se produire d’une région noire vers une région foncée adjacente mais de luminance plus élevée (ici le bleu) ou d’une région blanche vers une région adjacente colorée mais de moindre luminance (ici le jaune).


Source: Akiyoshi KITAOKA, Department of Psychology, Ritsumeikan University, Kyoto, Japan

Lien : Phenomenal Characteristics of the peripheral drift illusionLien : Akiyoshi's illusion pagesExpérience : “Rotating Snake” Illusion Expérience : “Stepping feet” illusion 1
Expérience : Pinna-Brelstaff IllusionExpérience : Motion Aftereffect (Waterfall Illusion)Expérience : Reverse Spoke IllusionLien : Movement Perception
200-year-old Scientific Debate Involving Visual Illusions SolvedArt as Visual Research: 12 Examples of Kinetic Illusions in Op Art

Dans d’autres circonstances, il nous arrive de percevoir un mouvement quand des images fixes sont simplement présentées successivement avec un délai assez court entre les deux. Un exemple familier de ce type d’illusion est appelé l’effet bêta. Dans sa forme la plus simple, il peut être observé lorsque l’on fait apparaître alternativement devant un observateur privé de repères deux points lumineux légèrement décalés l’un par rapport à l’autre. Au moment où un point s’éteint, l’autre s’allume.

L’observateur aura alors l’impression que le point se déplace de la première position à la deuxième. L’effet bêta serait dû à la stimulation de certains neurones de la rétine spécialisés dans la détection des mouvements.

En fait, l’effet bêta est le principe à la base du cinéma par lequel une série d’images fixes présentées rapidement nous donne l’impression du mouvement.

Lien : Motion Perception

Les illusions géométriques ne naissent pas dans la rétine puisqu’elles apparaissent presque aussi nettement lorsque l’élément inducteur est placé devant un oeil et l’élément test devant l’autre oeil. Elles prennent donc naissance là où convergent pour la première fois les informations en provenance de chaque œil, c’est-à-dire au-delà du corps genouillé latéral, dans le cortex visuel.

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