Dossier : Les Illusions d’Optique

 

Les illusions d’optique ont toujours le vent en poupe ! La numérisation a accéléré le culte de l’image et les nombreux formats, vidéo, photo, GIF ou réalité virtuelle, en ont renforcé l’émulation ! Certaines ont même fait exploser des records de vues sur les réseaux sociaux et ont eu leur place sur les plateaux de télévision. Pourquoi les illusions d’optique nous fascinent-elles tant, et surtout, comment fonctionnent-elles ? C’est ce que nous allons tenter de déterminer.

 

 

Le but des illusions d’optique : tromper notre cerveau. Oui, mais comment ?

 

 

Il est bien connu que les illusions d’optiques sont créées pour tromper notre cerveau. Mais comment tromper un organe aussi puissant que le cerveau humain ?

 

 

Tout d’abord, il faut savoir que, pour tromper quelque chose, il faut tromper son habitude. Le cerveau humain est capable d’enregistrer des millions de données. Chaque expérience de la vie, chaque objet que l’on rencontre est enregistré dans cette base de données qui nous est propre.

 

 

Ce qui est fascinant dans les illusions d’optiques, c’est justement leur capacité à déconstruire ce que notre cerveau connaît. C’est le cas de l’échiquier d’Adelson.

 

 

 

 

Dans cette illusion, le cerveau interprète la région sombre à gauche du cylindre comme une zone d’ombre qui proviendrait dudit cylindre. Les différentes teintes de vert sur le côté droit du cylindre induise aussi en erreur le cerveau, qui pense immédiatement à un point d’éclairage.

 

 

 

La fausse ombre, ainsi que le fait que, pour notre cerveau, un échiquier contient forcément des cases à alternance de couleurs, nous induit en erreur. Ainsi, on a l’impression que les deux cases sont différentes alors qu’elles sont strictement de la même couleur.

 

 

Des illusions de couleur

 

 

Il existe une multitude d’illusions d’optiques, et toutes ne font pas appel aux mêmes mécanismes. Ainsi, les illusions dites de couleurs peuvent être à une interprétation erronée ou simplifiée, ou à un défaut de nos photorécepteurs.

 

Des courbes vertes et bleues ? Et bien non, des courbes identiques, à l’environnement différent !

 

Au XVème siècle, Léonard de Vinci met à jour le principe de persistance rétinienne. Il indique que « si l’œil qui regarde l’étoile se tourne rapidement de la partie opposée, il lui semblera que cette étoile se compose en une ligne courbe enflammée. Et cela arrive parce que l’œil réserve, pendant un certain espace, la similitude de la chose qui brille et parce que cette impression de l’éclat de l’étoile persiste plus longtemps dans la pupille que n’a fait le temps de son mouvement. »

 

Ce n’est qu’au XIXème siècle que Michael Faraday définira ce phénomène, qui décrit le fait qu’après avoir observé un objet, son image se forme sur la rétine par l’intermédiaire du nerf optique pour y rester une fraction de secondes. En réalité, notre rétine possède une « certaine lenteur ». En effet, une nouvelle image se forme toutes les 1/12^ème de secondes.

 

C’est également pour cette raison que les objets très rapides, comme les étoiles filantes, donnent l’impression de n’être qu’un trait lumineux et flou.

 

L’environnement des couleurs joue également un rôle prépondérant dans les illusions d’optiques. On l’a vu avec l’échiquier d’Adelson. D’autres illusions fonctionnent sur le même principe.

 

En effet, la luminance (quantité de lumière visible qui arrive à nos yeux à partir d’une surface donnée) joue sur notre perception de la couleur. C’est notamment le changement de luminance, qu’il soit progressif ou au contraire, brut, qui provoque cette différence de perception.

 

Ici, le changement de luminance a un impact sur notre façon d’interpréter les couleurs (il n’y a, à gauche comme à droite, qu’une seule teinte de gris)

 

Le rôle de la Géométrie

 

Les illusions d’optique peuvent également jouer sur les formes. On les appelle alors illusions optico-géométriques. Cette fois, notre rétine n’est pas en cause, mais notre cerveau est trompé par différents éléments de notre environnement, provoquant des erreurs de dimensions ou d’orientation.

 

Les illusions de Müller-Lyer et de Titchener permettent de les comprendre rapidement. Ces illusions sont composées de deux éléments, un élément-test et un élément inducteur.

 

Quel est la droite la plus longue ?

 

L’élément-test, en plusieurs exemplaires, est identique. Seulement, l’élément inducteur, de par son orientation, sa forme ou sa taille différentes, induisent le cerveau en erreur. Par conséquent, on a l’impression que les éléments-test sont tous différents.

 

Elles sont toutes de la même longueur !

 

D’ailleurs, si on supprime les éléments inducteurs, on constate immédiatement la similitude des éléments-test.

 

D’autres facteurs influencent les illusions optico-géométriques, comme la perspective. Un environnement qui joue sur la perspective donnera l’illusion que les objets placés devant sont de tailles différentes. L’effet de perspective joue alors son rôle d’élément inducteur.

 

Des photos qui bougent !

 

 

Les illusions les plus fascinantes sont certainement les illusions de mouvement, puisqu’elles peuvent donner vie à des photos et illustrations. En tout cas, à des images qui sont sensées rester fixes. Certaines donnent presque l’impression d’avoir des hallucinations !

 

Les illusions de mouvement sont crées grâce aux contrastes de couleurs mais aussi grâce aux formes géométriques qui les composent.  Elles sont donc le mélange des deux types d’illusions vues précédemment.

 

Ce n’est ni une vidéo, ni un GIF !

 

Alors, comment ces mouvements sont-ils créés ?

 

Sur l’image de gauche ce sont des ondulations autour du centre tandis que sur l’image de droite, ce sont les différents cercle composés d’ovales qui semblent tourner. C’est la symétrie des figures et l’alternance des couleurs claires et foncées (violet- noir & blanc-vert pour la figure de gauche et bleu-noir & blanc-vert pour celle de droite) qui crée ces effets de mouvement.

 

L’illusion d’Akiyoshi Kitaoka est assez impressionnante. En effet, on voit clairement trois rouleaux qui tournent les uns autour des autres. Pourtant, cette image est bien fixe. Le mouvement est bien imaginé par notre cerveau car ce dernier est trompé par les différentes formes des points bleus.

 

Toute l’illusion vient de la forme et des couleurs !

 

Le fait que ces derniers rétrécissent donnent l’illusion d’une forme convexe. Le contour des ovales, noir d’un côté, blanc de l’autre, sont autant d’éléments qui induisent un effet de mouvement.

 

 

Cet effet est donc bien réalisé en trompant notre cerveau, qui associe les éléments de formes différentes à l’image d’un rouleau, élément qu’il connaît et a déjà assimilé.

 

 

Pour aller plus loin sur les illusions d’optique

 

 

Les illusions d’optiques sont bien davantage que des images divertissantes. Elles permettent d’en savoir plus sur les caractéristiques de notre œil et de notre cerveau. Elle permettent aussi de nous renseigner sur la façon dont notre expérience influence parfois ce que l’on peut voir.

 

Pour en savoir plus sur la lumière et les illusions d’optique, n’hésitez pas à découvrir cet épisode de « C’est Pas Sorcier » consacré à ce sujet. Il retrace notamment le travail effectué par les artistes exposant lors de la fête des lumières de Lyon. Vous découvrirez les jeux de mouvements et les effets visuels trompeurs permettant de créer des illusions impressionnantes au cœur de la ville.

 

 

Sources : guide-vue.fr, tpe-les-illusions-d-optique.webnode.fr