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Nos sens peuvent être trompés et parfois de manière amusante, le terme illusion d'optique se rapporte à toute illusion qui trompe le système visuel humain. Ces illusions peuvent survenir naturellement ou être fabriquées par des astuces qui trompent nos sens et notre cerveaucerveau mais qui, aussi, appuient certaines hypothèses sur le système visuel humain.
Elles sont de plusieurs sortes : physiologiques, les images rémanentes par exemple (non développé ici) ou les hallucinations (schizophrénieschizophrénie ou droguesdrogues, non développé ici) ou encore cognitives.
L'effet Tetris et l'instinct
Il faut mentionner ici l'effet Tetris (ou stratégie Tetris) qui est un exemple d'application de la sélection naturellesélection naturelle dans le domaine de l'intelligence artificielleintelligence artificielle. Il y a deux facteurs : la pertinence du choix, et la vitesse de décision. Le fait est qu'une perception hâtive et parfois fausse peut se montrer plus efficace qu'une analyse exacte et tardive. En terme de survie, il peut être plus rentable de choisir une solution « assez correcte » plutôt que de rechercher « la meilleure » si cette dernière peut nous coûter la vie ! Ceci n'est pas valable que pour les images mais pour toute situation de la vie sauvage : si je suis une antilopeantilope et que je crois voir un lionlion, il vaut mieux que je parte même si c'est faux, parce que si c'est vrai, il va me manger, c'est facile à comprendre !
Le cube de Necker, une illusion ambiguë
Quand deux lignes se croisent, le dessin ne montre pas laquelle est devant et laquelle est derrière. Ceci ne permet pas la décision !
La grille d'Hermann joue sur la couleur
Le blanc paraît moins lumineux car il est entouré de plus de noir que les lignes, il paraît donc gris, c'est le génie de la grille d'Hermann. Si l'on regarde - activement - une intersection, elle paraît blanche car on stimule les cellules de la fovéafovéa.
Quand l'illusion est sujet à interprétation
Les illusions cognitives sont intéressantes et bien connues. Elles agissent avec plusieurs niveaux de l'interprétation visuelle. Elles exploitent souvent les hypothèses formées au cours de la première étape du traitement visuel. Les illusions qui offrent des distorsions de taille, largeur ou courbure sont fréquentes. Les jugements sont contrôlés par la perspective ou la profondeur et celles-ci peuvent être mal disposées ce qui bloque le sujet.
Le triangle de Penrose et le belvédère d'Escher
Les objets impossibles, comme le triangle de Roger PenroseRoger Penrose, est une illusion qui dépend d'une mauvaise interprétation cognitive selon laquelle les arêtes adjacentes doivent se joindre ou les travaux de M. C. Escher (orthographié aussi Eischer).
Le trompe-l'œil sur les murs et dans l'art
Le trompe-l'œiltrompe-l'œil donne l'apparence de trois dimensions ou de la photographiephotographie réaliste. Il fut très en vogue à la Renaissance et refait surface sur les façades en bétonbéton de nos grands immeubles... La découverte de la perspective linéaire et l'avancement de la science optique ont permis de rendre des objets et des espaces sur le plan et de tromper l'œil...
Dans les arts visuels, divers effets ont été expérimentés avec la perspective paradoxale : recherche d'Escher par exemple ou encore l'Op art avec Victor Vasarely qui recherche une illusion de mouvement provoquée par des contrastescontrastes violents et très structurés.
Un mirage, bel exemple d'illusion naturelle
Un mirage optique est un phénomène associé à la réfraction de la lumière dans l'atmosphèreatmosphère sans nuagesnuages. Lors d'un mirage, une image visible d'un objet distant paraît déplacée par rapport à sa véritable position. L'image est produite lorsque l'énergieénergie lumineuse émanant de la source distante voyage selon une trajectoire curviligne au lieu de rectiligne. La trajectoire curviligne émane de variations spatiales de densité anormales, associées à des variations de températures anormales. Elles modifient le trajet de la lumière à cause des différences de densité des différentes couches.
L'image visible du mirage peut représenter l'objet de manière exacte ou déformée : élongationélongation, élargissement, inversion complète ou partielle de la forme. Les mirages peuvent aussi donner des images multiples d'une source unique. La scintillation atmosphérique peut introduire des variations de position, luminositéluminosité, couleurcouleur de l'image. Si l'observateur et la source sont stationnaires, un mirage peut durer des heures, sinon quelques secondes ou minutes seulement. Les études du phénomène n'ont commencé qu'au XVIIIe.
La stimulation subliminale
Venue des États-Unis au début des années 1950, la simulation sublimale fut assimilée à une manipulation de foules ou au viol des consciences ! Les choses ont changé même si elle reste un concept à la mode : cassettes pour acquérir une supermémoire, perdre du poids, devenir riche, cesser de fumer... voire vous aider à rencontrer le partenaire idéal. Est subliminal tout stimulus dont on n'est pas conscient qui, donc, est en dessous du seuil (sub-limen) de la conscience. Un stimulus visuel doit posséder certaines caractéristiques minimales pour provoquer une réaction biologique des photorécepteurs ou une sensation consciente de lumière. Sinon, il est subliminal.
- DuréeDurée trop courte : la perception visuelle est « lente » et recompose un mouvement à partir d'une succession d'images fixes : principe du cinéma ou de la télévision (25 images/s). Si l'on projette une image pendant une durée plus brève, elle ne sera pas perçue consciemment mais le cerveau l'intègrera. Le seuil bio-physiologique absolu de la vision est d'un photon qui active un bâtonnetbâtonnet, cela ne veut pas dire qu'il y aura sensation de lumière. Pour cela, il faut exciter une dizaine de bâtonnets...
- le seuil différentiel : variation minimale entre deux stimuli qui permet la perception. La loi de Fechner-Weber dit, en gros, qu'il faut ajouter 1.6 % à une intensité lumineuse donnée pour que la nouvelle intensité soit perçue comme différente de la précédente.
La publicité ou l'art de la persuasion
Il n'y a pas de hasard dans les campagnes publicitaires à l'élaboration desquelles participent de nombreux spécialistes : sociologues, psychologues, linguistes, graphistes, etc. La technique et les sciences sont largement mises à contribution, notamment avec le test de l'« eye camera » qui consiste à enregistrer tous les mouvements de l'œil et les données recueillies permettent de corriger l'image publicitaire pour que tous les messages qu'elle contient soient perçus par le client potentiel. McLuhan disait : « Il n'y a pas d'équipe de sociologues capable de rivaliser avec les équipes de publicitaires dans la recherche et l'utilisation de données sociales exploitables. Les publicitaires consacrent chaque année des milliards de dollars à la recherche et à l'examen des réactions du public et leur production est une extraordinaire accumulation de données sur l'expérience et les sentiments communs de toute la société. » Le credo de ses défenseurs est que les messages subliminaux imprègnent directement le subconscient par-delà les défenses conscientes ; ils sont donc capables de modifier un comportement, une habitude. Oui mais ! il y a toujours un mais, n'est-ce pas ? Les effets réels sont bien en deçà des effets attendus et on n'a jamais fait boire un âne qui n'a pas soif ! Par mesure de précaution quand même vis-à-vis des individus sensibles, la publicité subliminale est interdite qu'elle soit visuelle ou sonore.
Les fractales, de belles courbes de nombres complexes
Elles ne sont pas non plus sans poser de petits problèmes à notre système visuel : on voit bien que la figure a quelque chose de particulier, mais il est très difficile d'identifier réellement ce que c'est. Ce sont, en fait, des objets qui se répètent de façon infinie selon des fonctions mathématiques complexes. Prenons l'exemple traité dans tous les cours d'initiation aux fractalesfractales (en général quelques notions sont abordées en première année de mathématiques avec les nombres complexes) :
- soit un carré ;
- on ajoute sur chaque côté un carré de côté 2 fois plus petit soit 4 carrés rajoutés ;
- à chacun de ces derniers on applique la même formule, soit 12 carrés de plus ;
- et on continue : on appelle itération le fait d'appliquer à un objet, à un stade quelconque, le même traitement, plusieurs fois de suite.
Voici l'état initial et le résultat des trois premières itérations... Il semble qu'il y ait une limite, on dirait un carré oblique mais oui, il y en a une... et c'est l'infini !
L'ensemble de Mandelbrot, mathématicienmathématicien des années 1970, père des fractales et inventeur du terme, est constitué de fractales très connues, un ensemble dont les équationséquations complexes n'avaient jamais été mises en images jusqu'alors. Ce fameux ensemble décrit, dans un espace complexe, la convergence des suites dont la valeur initiale est un point. Profitons donc des images !
