A) Quelques catégories d'illusions d'optique
Nous avons décrit et expliqué dans la partie précédente l'échiquier d'Adelson et les différents facteurs de celui-ci. L'échiquier d'Adelson fait partie des illusions de contraste, mais il existe en réalité différentes catégories d'illusions que nous allons décrire ci-dessous. Pour certains types d'illusion, nous avons réalisé des sondages auprès de notre classe afin de mieux appréhender l'impact de ces illusions sur des personnes n'ayant pas forcément connaissance du mécanisme des illusions d'optique.
1. Les illusions géométriques
Ce sont des illusions qui donnent lieu à des erreurs d'estimation, de dimensions, de forme, d'interprétations, de courbure, de direction… Dans ces illusions, on parle de deux types d'éléments :
- inducteur : celui qui provoque la déformation
- test : celui qui subit la déformation.
Ici, le rond orange est l'élément inducteur et les ronds bleus constituent l'élément test. Le rond orange entouré de ronds bleus plus petits semble plus grand que celui entouré de ronds bleus plus grands. En réalité, les deux ronds rouges ont la même taille. Cela est dû à l’effet de contraste créé par l’élément inducteur. La grandeur apparente des éléments les plus grands est surestimée par comparaison au plus petit et inversement : c’est ce que l’on appelle la mise en relation de grandeur.
2. Les illusions artistiques
Ces illusions ne sont pas des manifestations d'erreurs d’interprétations du système visuel humain mais plutôt la conception de l’œuvre qui induit notre œil en erreur. Elles sont basées sur des dessins qui font naître des interprétations visuelles très différentes des propriétés des éléments représentés.
Ici on peut tout aussi bien voir une tête d'indien ou un esquimau de dos. Ce que l'on voit dépend de l'interprétation du cerveau : il peut voir les cheveux de l'indien comme l'ombre produite par la lampe de l'esquimau, et il interprète soit le dessin comme étant un visage de profile ou quelqu'un de dos. Nous pensons qu'en France nous voyons plus difficilement l'esquimau car nous n'habitons pas dans des pays froids où il faudrait s'habiller comme un esquimau.
Ici on peut tout aussi bien voir une tête d'indien ou un esquimau de dos. Ce que l'on voit dépend de l'interprétation du cerveau : il peut voir les cheveux de l'indien comme l'ombre produite par la lampe de l'esquimau, et il interprète soit le dessin comme étant un visage de profile ou quelqu'un de dos. Nous pensons qu'en France nous voyons plus difficilement l'esquimau car nous n'habitons pas dans des pays froids où il faudrait s'habiller comme un esquimau.
3. Les illusions de mouvement
Les illusions de mouvements sont bien connues, et sont sans doute les plus impressionnantes. Pourtant, elles sont dues à la structure même de la rétine, et non à une reconstruction de l’image par le cerveau. Ce sont les cellules rétiniennes, les cônes et les bâtonnets, qui nous donnent ce sentiment de mouvement. Les substances photosensibles qu’elles contiennent mettent un certain temps à se décomposer. Il y a donc un décalage infime entre le moment où la lumière parvient au fond de l’œil, et celui où le message nerveux est transmis au cerveau. C’est l’addition de tous ces messages qui parviennent au cerveau en décalage qui produit un effet de mouvement.
Les illusions de mouvements sont bien connues, et sont sans doute les plus impressionnantes. Pourtant, elles sont dues à la structure même de la rétine, et non à une reconstruction de l’image par le cerveau. Ce sont les cellules rétiniennes, les cônes et les bâtonnets, qui nous donnent ce sentiment de mouvement. Les substances photosensibles qu’elles contiennent mettent un certain temps à se décomposer. Il y a donc un décalage infime entre le moment où la lumière parvient au fond de l’œil, et celui où le message nerveux est transmis au cerveau. C’est l’addition de tous ces messages qui parviennent au cerveau en décalage qui produit un effet de mouvement.
Les deux cercles formés par les petits motifs en losange semblent animés de mouvements circulaires opposés. Ce sont des mouvements qui changent de sens selon que l'on s'approche ou recule. Les côtés de chaque motifs sont soulignés de blanc ou de noir. Les losanges se retrouvent donc séparés, suivant une de ses diagonales, en deux parties : une a contour sombre et une a contour clair. C'est cette diagonale qui donne l'orientation dominante du motif. Cette orientation est renforcée par le fait que les motifs sont des losanges, justement étirés dans cette direction. On ne sait pas vraiment comment l'illusion se forme, mais elle ne marche que si les motifs sont vus du coin de l'œil. On s'approchant ou en reculant, l'image ne se forme pas exactement pareil sur la rétine, et avec l'inclinaison des losanges et des diagonales, un mouvement circulaire se forme. Les losanges des deux cercles sont orientés différemment, ce qui explique qu'on ne les voit pas tourner dans le même sens.
Sondage :
Nous avons réalisé un sondage dans notre classe pour se rendre compte de l'impact de certaines illusions d'optique. Concernant celle ci-dessus, sur les 35 personnes représentants notre classe, toutes ont vu les cercles tourner avec un léger mouvement circulaire. Nous en concluons donc que les illusions de mouvement provoquent assez facilement une interprétation erronée de l’image, et sont donc plus efficaces.
4. Les images rémanentes ou résiduelles
Une image rémanente est une image qui persiste après la disparition de l'objet réel ou virtuel ayant produit l'image. Cela s'explique par le phénomène de la persistance rétinienne.
La persistance rétinienne est la capacité de l'œil (et du cerveau) à superposer une image déjà vue aux images que l'on est en train de voir. Elle résulte du temps de traitement biochimique des signaux optiques par la rétine et le cerveau. Elle est plus forte et plus longue si l'image observée est lumineuse.
Cette image résiduelle permet d'illustrer le phénomène de la persistance rétinienne. Après avoir fixé l'image sur fond rouge, la mer sur fond blanc semble entourer d'une couleur bleutée. En fait, lorsque l’image se forme sur la rétine, elle ne disparaît pas immédiatement et reste “imprimée” environ un dixième de seconde. De plus, on sait déjà que la rétine est constituée de milliards de cellules, les cônes et bâtonnets. Lorsque l'on fixe l’image en couleur négative, les cellules sensibles à ces couleurs saturent et fatiguent. En regardant l'image en noir et blanc juste après, seules les cellules sensibles aux couleurs qui n'ont pas été vues dans l'image négative fonctionnent normalement, les autres étant moins sensibles. On perçoit donc l'image en noir et blanc avec des couleurs qui se rapprochent de celles complémentaires aux couleurs perçues dans la première image.
Sondage :
Parmi les 35 personnes de notre classe, 30 ont vu l'image en couleur, du moins pendant un court instant. Cependant, même si cela représente une faible proportion, 5 n’ont pas vu dans un premier temps l’image en noir et blanc apparaître en couleur. Après les avoir prévenues de l’effet de l’illusion, 3 des 5 ont vu l’image en noir et blanc apparaître en couleur. Ainsi, seulement 2 n’ont jamais réussi à voir l’image en couleur. Comme nous l'avons montré dans notre deuxième partie "l'interprétation du cerveau", cette différence de perception selon les personnes n'est pas étonnante. En effet, même si l'organisation du cortex visuel est la même chez l'Homme, la sensibilité diffère d'une personne à une autre, ce qui explique que tout le monde n'a pas perçu cette illusion.
5. Les illusions de contraste ou de couleur
Dans ces illusions on retrouve les éléments inducteurs et tests.
Dans cette illusion que nous avons expliquée précédemment, les éléments tests sont les cases A et B, et les différents facteurs que nous avons étudiés forment les éléments inducteurs.
6. Les illusions ambigües
La danseuse tourne dans les deux sens à la fois : en effet, son bras levé peut être perçu comme étant soit son bras gauche, soit son bras droit. Il est donc soit en train de tourner dans le sens horaire, soit dans le sens antihoraire. Il en va de même pour les pieds. La jambe levée peut soit être sa jambe droite, soit sa jambe gauche, car la silhouette présentée ne donne aucune indication de surface permettant de déterminer, si la face exposée est la face avant ou la face arrière de la danseuse. Les positions les moins ambiguës sont ses profils, quand son bras levé est dirigée vers la gauche ou vers la droite de l'image. Cependant, même dans ce cas, la jambe posée sur le sol peut être la jambe gauche aussi bien que la jambe droite, au premier plan, ou en arrière. Aussi, de cette position, la silhouette peut tourner soit sur l'arc de cercle la rapprochant de l'observateur, soit sur celui l'en éloignant. Aucune interprétation n’est fausse, c’est pour cela que l’illusion est ambigüe. La source de l'ambiguïté est l'interprétation en trois dimensions d'une image qui n'en a que deux.
L'illusion est créée par le manque de repères visuels pour la profondeur, créant une perception multistable. Ce n’est qu’une silhouette en deux dimensions qui effectue une trajectoire linéaire sur un fond sans profondeur. Parce que les proportions du corps humain et les postures associées sont intuitives pour l'observateur, un volume est implicitement associé au mouvement de la ballerine : le cerveau humain se voit forcé de ‘’remplir’’ la silhouette de volume, il ‘’veut’’ la percevoir en trois dimensions. Ainsi, sur une image ou n’est représentée qu’une trajectoire linéaire d’une silhouette, l’observateur croit percevoir une danseuse, ses bras et ses jambes en rotation. La profondeur du corps est donc imaginée par l'observateur, et non représentée par la figure. En plus de cela, la figure effectue de légers mouvements verticaux, ce qui rajoute une impression de voir soit la figure en contre-plongée, soit de la voir d’un regard plongeant, augmentant l'impression de volume. Pourtant chaque dessin inclus dans l’enchainement du clip est centre sur la taille de la danseuse. Par son manque de repères visuels de profondeur, la silhouette de la danseuse ne nous laisse pas deviner quelle est sa face avant et quelle est sa face arrière.
Des études scientifiques ont été faites sur cette illusion. Si on voit la danseuse tourner dans le sens direct (antihoraire) c'est qu'on utilise plus notre hémisphère droit de notre cerveau. Sinon c'est la partie gauche qui est prédominante.
- Les caractéristiques de la partie droite sont: Intuitif, aléatoire, irrationnel, synthétique, subjectif, s'intéresse à la totalité.
- Les caractéristiques de l'hémisphère gauche sont: Logique, séquentiel, rationnel, analytique, objectif, s'intéresse aux détails.
L'école cherche à privilégier l'utilisation de l'hémisphère gauche.
Cependant cette étude n'est pas très fiable, et cette théorie est très controversée.
Sondage :
Nous avons demandé à 35 personnes de nous dire de quel sens ils voyaient tourner la danseuse, au premier regard. 23 personnes l’ont vue tourner dans le sens des aiguilles d’une montre, et 12 l’ont vue dans le sens inverse. Nous avons aussi remarqué que sur les 35 personnes, 14 ont vu la danseuse changer de sens au moins une fois en moins de 20 secondes. Nous pensons qu’il y a plus de personnes voyant tourner la danseuse dans le sens des aiguilles d’une montre, car nous avons plus l’habitude de voir des horloges, montres… et cela a une influence sur l’interprétation visuelle du cerveau. Nous avons aussi remarqué que la plupart des personnes ont beaucoup de mal à se concentrer à essayer de faire changer la danseuse de sens. De plus l’école privilégie l’utilisation de la partie gauche du cerveau, qui correspond à la réflexion, ce qui influe aussi beaucoup le sens de rotation.