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Les architectes grecs s’en servaient pour donner de parfaites proportions apparentes à leurs temples. À l'époque de la Renaissance, les peintres ont découvert les lois de la perspective, et réalisé des prodiges, créant réellement l'illusion d'objets en relief. A cause d’elles, des couleurs identiques paraissent différentes, des contours jaillissent sans avoir étés dessinés, des images inertes s’animent. Ce sont, LES ILLUSIONS D’OPTIQUE.
Les illusions d'optique peuvent être considérées comme des «erreurs systématiques» concernant la perception de la forme, de la couleur, des dimensions ou du mouvement de certains objets. En effet, l’image qui se forme au fond de nos yeux est inversée, sans reliefs, mouvante, barbouillée de couleur changeante, mouchetées d'aberration optique et amputée d’un disque noir en plein cœur. Une matière première de piètre qualité que le cerveau se charge de travailler pour nous donner une vision du monde en 3 dimensions stable et cohérente. Mais dans cette lourde tache, le cerveau en fait parfois trop. Il construit si bien qu’il finit par mettre du sens partout, même lorsqu’il n’y en a pas. C’est ainsi que naissent les illusions visuelles.
Au cours de la seconde moitié du XIXe siècle, des pionniers de la psychologie expérimentale, comme Delboeuf, Hering, Müller-Lyer et plusieurs autres ont découvert une grande variété d’illusions dites optico-géométriques auxquelles ils ont laissé leur nom. Au total plus de 200 illusions géométriques ont été répertoriées. Ce sont des illusions formées par des figures géométriques, elles donnent lieu à des erreurs d'estimation, de dimension, d'interprétations, de courbure, de direction...
On considère généralement qu’une
illusion géométrique comporte deux éléments :
- un élément "inducteur"qui provoque la déformation
- un élément "test" qui la subit.
Par exemple, dans la figure de Müller-Lyer, les pointes de flèche
sont l’élément inducteur et les traits horizontaux, l’élément
test.
Dans la figure de Poggendorff, les lignes verticales sont l’élément
inducteur et les segments obliques, l’élément test.
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Illusion de Müller-Lyer La ligne du haut paraît plus courte que celle du bas. |
Figure de Poggendorff Le segment oblique inférieur (à gauche) ne paraît pas dans l’axe du segment oblique de droite, alors que physiquement ils sont dans le même axe. |
Depuis plus d'un siècle nous avons proposé plusieurs explications pour les illusions géométriques mais les plus convaincantes s’accordent sur deux points importants.
-D'une part, les illusions sont du domaine perceptif et n’ont rien à voir avec la pensée ou le raisonnement. En effet, nous savons que la plupart de ces illustrations sont des illusions géométriques, mais cela ne nous empêche pas de percevoir des déformations.
-Ensuite, les illusions ne naissent pas dans la rétine ; 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 dans le système visuel, là où convergent pour la première fois les informations en provenance de chaque oeil.
De nombreuses illusions produisent une mise en relation de grandeur des éléments de la figure. Il en résulte généralement un effet de contraste : la grandeur apparente des éléments les plus grands est surestimée par comparaison au plus petit et inversement. Le cas le plus évident est sans doute l’illusion de Titchener.
Illusion de Titchener Le cercle central de la configuration de gauche paraît plus grand que celui de la configuration de droite. |
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La courbure des arcs de cercle varie en fonction de leur longueur. Les arcs court sont vus plus plats que les arcs longs. Courbure des arcs de cercle.Les trois lignes semblent avoir des courbures différentes, alors qu’elles ont la même courbure.
Courbure des arcs de cercle. Les trois lignes semblent avoir des courbures différentes, alors qu’elles ont la même courbure. |
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Les illusions dues à des effets d’angles sont très nombreuses et elles sont sans doute parmi les plus spectaculaires. Les scientifiques se sont appuyés sur deux principes pour les expliquer.Tout d'abord, nous avons tendance à surestimer les angles aigus et à sous-estimer les angles obtus. Ceci est qualifié de principe d’orthogonalité, étant donné qu’il s’agit dans chaque cas d’une tendance à ramener l’angle vers un angle droit. Ce principe permet d’expliquer facilement les illusions de Zöllner et de Hering, mais il peut aussi s’appliquer à l’illusion de Poggendorff et à celle de Müller-Lyer. Dans l'illusion de Zöllner, les lignes nous paraissent déformées à cause des petites lignes qui forment le graphisme secondaire. Le second principe concerne la tendance que l’on a à surestimer les côtés d’un angle obtus et à sous-estimer ceux d’un angle aigu. Dans ce cas, l’illusion de Müller-Lyer pourrait encore servir d’exemple.
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Les lignes horizontales semblent incurvées, alors qu’elles sont physiquement droites et parallèles. |
Illusion de Zöllner Les lignes obliques ne semblent pas parallèles, alors qu’elles le sont. |
Une ligne verticale paraît plus longue qu’une horizontale de même longueur car le mouvement des yeux qui est lié aux lignes horizontales est plus facile à exécuter qu’un mouvement vertical.L’exemple le plus fréquemment cité est le T inversé, mais il faut noter que cette forme donne lieu à des effets d’illusion compétitifs parce que, en plus de la surestimation liée à la verticalité, il y a un effet de contraste de grandeur produit par la mise en relation entre la verticale et chaque segment de l’horizontale. On obtient un vrai effet de la verticalité en utilisant plutôt la figure en forme de L.
| Illusion de la verticale La verticale paraît plus longue que l'horizontale, alors qu'elles sont physiquement de la même longueur. |
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La présence de traits suggérant la perspective
entraîne des illusions de grandeur. À même grandeur physique,
une forme paraissant plus éloignée qu’une autre sera vue
plus grande et inversement. On a tenté de généraliser ce
principe à plusieurs illusions. Ainsi, l’illusion de Ponzo, qui
pourrait être également considérée comme une illusion
de mise en relation de grandeur, est fréquemment expliquée par
un effet de perspective. Autre exemple à droite. Ceci est un coup de
la perspective, renforcé par le damier car on éstime la taille
des traits noirs par rapport aux carreaux.
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Illusion de Ponzo La verticale de gauche paraît plus longue que celle de droite. Vous vous en doutez, elles sont identiques. |
Illusion à damier La verticale noire de droite paraît plus longue que celle de gauche. Bien sur elles sont identiques. |
Un espace qui est divisé ou occupé par de nombreux éléments apparaît généralement plus grand qu’un espace qui ne l’est pas. L’exemple typique est celui de l’illusion d’Oppel-Kundt.
Illusion d'Oppel-kundt La distance entre A et B paraît plus longue que la distance entre B et C. |
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Les illusions de couleurs sont très nombreuses et très impressionnantes. L'illusion de couleur montre bien ce phénomène. Ce sont les couleurs d'arrière plan qui vont influer sur l'illusion, en effet, la lumière dépend non seulement de l'intensité lumineuse de l'objet lui-même mais aussi de son environnement (contraste de surface). Le cerveau distingue les couleurs par rapport au milieu environnant ainsi le blanc semble accentuer la nuance du carré de gauche et le rouge foncé semble diminuer la nuance du carré de droite. Et c'est la même chose pour l'illusion de dégradé, le noir éclaircit le gris alors que le blanc semble l'accentuer.
A droite nous voyons des taches grises entre les carrés noirs, ce phénomène découvert il y a plus de 100 ans est désormais un classique. Mais d'où sortent les taches grises ? C'est le même principe ; le cerveau adapte l'information concernant la luminosité d'une zone en fonction des zones voisines ainsi vous voyez le blanc moins lumineux car il est entouré de plus de blanc que les lignes, donc vous le voyez légèrement gris. Par
contre lorsque vous regardez fixement une intersection, elle vous parait blanche car vous faites intervenir les cellules de la fovéa, la zone centrale de la rétine, qui, elle, fait beaucoup moins de correction par rapport à l'environnement. L'inverse est également possible, on voit du gris entre les carrés blanc, mais cette fois ci on n'en voit pas autour du carré central à sa gauche; tout simplement parce que nous avons rajouté un point blanc afin qu'il n'y ait pas trop de noir par rapport au reste de la figure et ainsi l'information ne traduit par du gris au niveau du cerveau.
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Illusion de couleur Les deux carrés rouges semblent de nuances différentes mais ils ont exactement la même couleur. |
Illusion de dégradé Le bâtonnet est composé seulement d'une nuance de gris. |
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La grille d'Hermann Nous voyons du gris entre les carrés noirs ou blancs, pourtant il n'y en a pas. |
Ce phénomène consiste à percevoir des figures qui se détachent de leur fond bien qu'aucun trait ne soit tracé pour délimiter celles-ci. Ces figures nous paraissent aussi plus claires ou plus sombres que leur fond.L’illusion est due à une opération mentale de l’observateur, qui prolonge inconsciemment les segments dans la région centrale et recherche un relief.Il imagine que les lignes se coupent, mais qu’un objet posé sur l’intersection cache cette dernière. Cependant, quand les segments sont inclinés cette opération mentale est moins fondée et l’illusion disparaît.
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Illusion subjective de J.Kennedy |
Illusion subjective du cube |
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Illusion subjective de Kanizsa Nous voyons un triangle ou un carré qui n'existe pas : c'est le fruit de notre imagination. |
Illusion subjective de Kanizsa |
Ceci est appelé "image résiduelle". Une image résiduelle est une image qui demeure quand on cesse de regarder un objet. La rétine, située au fond de l'œil est tapissée de cellules sensibles à la lumière colorée : les cônes. Tous ne sont pas sensibles aux même couleurs, certains sont sensibles au rouge, d'autres au vert, et d'autres encore au bleu. Quand on observe "Marylin Monroe" rouge, les cellules sensibles au rouge se fatiguent et perdent leur sensibilité. Aussi, lorsque l'on regarde le fond blanc en bas de l'image, on la voit verte, car seules les cellules sensibles au bleu et au vert continuent à travailler et qu'elles recréent la couleur dite complémentaire du rouge. Est-ce que les images résiduelles peuvent être classées parmi les illusions d'optique ? Oui car c'est bien une illusion mais cette fois l'illusion ne se crée plus au niveau du cerveau mais bien dans la rétine...
Image résiduelle Regardez la bouche de Marylin Monroe (celle qui est rouge) pendant 20 secondes. Ensuite regardez la Marylin Monroe d'en bas, elle semble verte. |
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L’œil humain se fatigue très vite lorsqu'il est contraint de fixer un objet. Si, en revanche, on laisse glisser le regard de l'objet, on évite ainsi de fixer trop intensément et l'image frappe d'autres segments de la rétine disposant de leur pleine capacité.Les muscles de l’œil permettent non seulement de suivre un objet mais aussi de le percevoir exactement. Il est également prouvé qu'il se produit des mouvements lorsque celui ci fixe fortement un objet. C’est la raison pour laquelle il se produit des mouvements imaginaires.Les effets de mouvement surgissent au moment où les images rémanentes entrent en conflit avec celles qui sont déplacées du fait des mouvements des yeux.
Illusion de mouvement Le tapis mouvant : Il va se mettre à vibrer et si vous clignez des yeux. |
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Les illusions dépendent non seulement de notre système
visuel mais aussi de notre culture en général. Ainsi, les Européens
paraissent avoir une illusion de Müller-Lyer plus forte et une illusion
du T renversé moins forte que d’autres groupes ethniques, en particulier
africains.
Nous qui vivons en Occident dans un monde où les formes géométriques
avec des angles droits prédominent (immeubles aux lignes perpendiculaires,
murs verticaux, plafonds horizontaux...) avons une très forte tendance
à surestimer les angles aigus et à sous-estimer les angles obtus,
de manière à les ramener à des angles droits. C’est
pourquoi nous sommes plus sensibles à l’illusion de Müller-Lyer.
Pour ce qui est de l’illusion du T renversé, une autre explication
s’applique. Comme les peuples africains vivent dans la savane, qui a un
relief très plat, et que leur environnement est pratiquement dépourvu
d’arbres, de maisons ou de poteaux, ils sont donc moins habiletés
que nous à juger les lignes verticales ; c’est pourquoi ils sont
plus facilement bernés par l’illusion du T renversé.
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 oeil en erreur. Il y a plusieurs groupes :- Un groupe qui illustre l’illusion, les dessins font naître des interprétations visuelles qui sont très différentes des propriétés des éléments représentés.- Des groupes portant sur l’ambiguïté, chaque dessin peut donner lieu à au moins deux interprétations visuelles qui s’excluent mutuellement. (Exemple à gauche. L'observateur peut normalement passer volontairement d'une interprétation à l'autre, une fois que les différentes interprétations ont été identifiées ainsi que certains indices concernant les différentes interprétations. - Des groupes sur l’impossibilité, des parties différentes de chacun des dessins suscitent des interprétations incompatibles entres-elles. Tous les objets de cette catégorie ne pourraient pas exister ou il serait fortement improbable qu’ils existent dans la réalité.
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Illusion artistique Que voyez-vous sur cette image ? Une jeune fille élégante ou une vieille sorcière ? Essayez de voir les deux : le menton de la jeune fille correspond au nez de la sorcière, l'oeil de la sorcière correspond à l'oreille de la jeune fille... |
Illusion des colonnes |
« Si le cerveau se laisse aussi facilement berner, c'est en raison de sa rigidité », affirme le neurobiologiste Stéphane Molotchnikoff, professeur à l'Université de Montréal. Pour tenter de déjouer les pièges et offrir le plus de rigueur possible dans leur interprétation visuelle, les neurones doivent en effet limiter leur champ d'action. Ceux qui sont affectés aux couleurs en interprètent chacun une, les détecteurs de mouvement se spécialisent en horizontalité ou verticalité et ainsi de suite.
Au moment où notre regard se pose sur une image, les neurones responsables d'en détecter les principales composantes doivent s'activer, tout en désactivant ceux qui pourraient entraver l'interprétation. Si, par exemple, on observe une ligne verticale, les neurones sensibles aux lignes horizontales doivent se « taire », afin d'éviter toute confusion. De nombreuses dissections ont aussi prouvé aux spécialistes de la vision que les neurones se regroupent par spécialité dans le cortex visuel. « Les neurones qui se ressemblent s'assemblent », résume Stéphane Molotchnikoff.
Mais cette ingénieuse surspécialisation peut aussi jouer des tours. On imagine ce qui peut se produire lorsque les neurones sont confrontés à une image un tant soit peu inhabituelle. Ils ne savent plus où donner de la tête, se disputent le droit d'interpréter les dimensions de l'image et déstabilisent le système vestibulaire du cerveau, siège de l'équilibre, d'où la désagréable sensation de nausée qui survient lorsqu'on fixe une de ces images surréalistes (ci-dessous).
« Le cerveau fonctionne essentiellement par inhibition », rappelle Stéphane Molotchnikoff. Pour bien comprendre le mouvement descendant d'une chute d'eau, par exemple, notre cerveau freine l'action des neurones qui perçoivent les mouvements ascendants, afin d'en accentuer l'effet. Mais plus on fixe la chute longtemps, plus le système s'habitue. Si bien qu'on atteint un seuil où l'inhibition n'est plus efficace. « On n'a alors qu'à fermer les yeux pour voir la chute remonter : ce sont les neurones désactivés qui reprennent le dessus. »
Cette révolte des neurones inhibés ne se limite pas au mouvement. Plusieurs illusions semblables s'appuient sur la perception de la couleur, c'est ce qui explique les images residuelles.