Illusions d'optiques


Physiologie de la vision

La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie le rôle, le fonctionnement et l'organisation mécanique, physique et biochimique des organismes vivants et de leurs composants (organes, tissus, cellules et organites cellulaires).


Les signaux lumineux sont transformés en influx nerveux au niveau de la rétine. Les influx nerveux sont acheminés par le nerf optique jusqu’au cortex visuel : le cortex est la surface du cerveau.

 

Le cerveau interprète les influx nerveux en utilisant la mémoire. Cela prend un certain temps (temps de réaction). L’interprétation du cerveau peut être faussé par des éléments de l’image appelés éléments inducteurs.


Le rôle de la rétine

La rétine qui reçoit la lumière peut se fatiguer.

Par exemple dans la vidéo qui suit, le fait de regarder longtemps le point central, fatigue certaines cellules réceptrices qui envoient des informations résiduelles comme vous le verrez à la fin ...

La photographie de gauche est bel et bien en gris. Ce sont les quelques lignes colorées qui influencent le cerveau et va recréer l'impression de couleur. 

Dans la photographie de droite, les boules sont également grises et la couleur est suggérée.

Un autre phénomène liée à notre oeil, et surtout à ses limites.

Dans l'image qui suit, pourrez-vous observer les 12 points noirs en même temps ?

 


Illusions géométriques

Cette illusion bien connue produit un effet saisissant de distorsion des lignes horizontales. Elles ne paraissent pas parallèles, mais pourtant elles le sont, et toutes entre elles. L’effet de distorsion est dû au positionnement des carrés noirs et blancs, en ondulation régulière, créant une sorte de vague horizontale, donnant une certaine direction aux droites. De plus, l’illusion serait impossible si les carrés n’étaient pas entourés d’une teinte de gris intermédiaire entre le blanc et le noir, qui représentent les droites distordues. Sur le mur original du café, ces traits gris étaient le ciment qui servait à faire tenir les briques entre elles.

Dans cette illusion, on a l’impression que les segments n’ont pas la même longueur. Les éléments inducteurs qui faussent l’interprétation du cerveau sont les flèches au bout des segments.

 

 

 

 

 


 

 

Les disques rouges sont de même diamètre. Ce sont les disques bleus qui induisent en erreur le cerveau en créant une sensation d’écrasement ou d’isolement selon les cas.



 

 

 

Les cylindres ont tous la même teinte de gris. Pourtant notre cerveau les interprète comme étant de plus en plus foncé (de la gauche vers la droite). L’élément inducteur est le fond plus sombre ou plus clair



Illusions de mouvement


Dans ces deux illusions, le cerveau perçoit un mouvement qui n’existe pas. Les éléments inducteurs sont plus complexes et infimes. Dans le premier cas, les bords blancs et noirs orientent le « mouvement » de rotation des losanges.

Les images suivantes en sont un autre exemple : Essayez de repérer les petits éléments qui créent l'illusion... et la dernière, bien entendu les côtés du carré ne bougent pas  ...


Le rôle de la mémoire

Que voyez-vous, une jeune femme ou une vieille dame ? Les deux réponses sont exactes, mais le vécu et le quotidien de chacun influence la décision de notre cerveau. Si on réalise un sondage sur des lycéens de 16 ans, voici la perception qu’ils ont de cette illusion :

  • 92.3% des personnes interrogées ont vu la jeune femme ;
  • 7.7% des personnes interrogées ont vu la vieille femme.

 

Le même sondage sur des personnes âgées de 50 ans ou plus donne les résultats suivants :

  •  66.5% des personnes interrogées ont vu la vieille femme ;
  • 33.5% des personnes interrogées ont vu la jeune.

 

    On en déduit que les adultes voyaient en premier la vieille, car ils sont habitués à côtoyer des personnes plus âgées, alors que les jeunes voient en premier lieu une personne à un âge proche du leur.

   Le vécu a donc une grande influence sur les images que nous percevons.

 

Une dernière illusion très utilisée par le cinéma :

Paréidolie

Une paréidolie est un phénomène psychologique au cours duquel notre perception est faussé par ce que l'interprétation de notre cerveau.

Dans l'image de gauche, la neige semble donner un visage à la voiture, alors que le requin de l'image de droite nous évoque un visage moins sympathique.

L'image ci-dessous nous montre à droite Mimas, satellite naturel de Saturne. C'est en utilisant notre mémoire que le cerveau l'interprétera comme la célèbre arme totale de Stars Wars.


Effet maquette ou "tilt shift"

Vous avez certainement reconnu la place Bellecour, à Lyon :

Le traitement de la photographie donne l’impression d’un quartier miniaturisé, et vous rappelle certainement une maquette. Pourtant on peut apercevoir deux bandes floues horizontales au-dessus et en-dessous de l’Arc.

 

Cette illusion s’appelle Tilt Shift ou effet de maquette :

 

 

Prenons une photo, puis à l’aide d’un logiciel de traitement d’image, floutons deux bandes horizontales entourant l’objet central :

Avant traitement numérique

Après traitement numérique


Là encore c’est la mémoire qui intervient. En effet, le cerveau se souvient que lorsque nous regardons un petit détail d’une maquette réelle, nous fronçons les yeux pour faire une « mise au point » pour que le détail apparaisse net. Dans ce cas, les objets au premier plan et en arrière-plan sont vus flous.

 

Et Voilà !! en floutant les zones entourant un objet précis, l’artiste récrée cette sensation pour votre cerveau. Quelques exemples particuliers, comme la galaxie d’Andromède …

Voici deux autres exemples : L'Arc de triomphe à Paris et une exposition de voiture, où les personnes réelles mais légèrement floues, amplifient l'aspect maquette:


Dans l'art

Les autres illusions sensorielles


Les illusions auditives

Physiologie de l'audition

L’oreille reçoit les signaux sonores et les transforment en influx nerveux que le nerf auditif transmet au cerveau. Là encore le cerveau interprète ces influx nerveux en sensations sonores. 

Un bruit blanc

Un bruit blanc contient toutes les fréquences que l’être humain peut percevoir (de 20 Hz à 20 kHz). Un bruit blanc est souvent perçu comme apaisant et rappelle des instants calmes comme le bruit de l’océan par exemple. Mais là encore tout dépend de votre vécu, de votre mémoire. C'est ce principe qui est utilisé dans les vidéos ASMR.

La vidéo qui suit vous donnera un aperçu de bruit blanc :

Stéréophonie

Nous percevons les sons de manière spatiale. En effet, un son perçu plus fort par l’oreille droit que par l’oreille gauche nous permet de situer la source sonore à droite. On peut alors enregistrer un son dans l’espace en utilisant deux micros : On obtient alors un son stéréo (en 3D an quelque sorte).

 

Le lien suivant vous donne un aperçu de la spatialisation du son. Munissez-vous de votre casque audio car vous aurez besoin de vos deux oreilles :

Illusion de Sheppard

Un son complexe peut contenir des fréquences différentes. En manipulant les fréquences, on peut créer des illusions auditives. L’illusion de Shepard est un exemple de son dont on a l’impression que la fréquence ne fait qu’augmenter alors qu’il n’en est rien.

 

 

Et les autres sens ?

extrait d'un article scientifique

Que serait le goût sans la vue, la mémoire, la senteur, le plaisir ? Lorsqu’on parle du goût, on ne pense pas toujours à l’ensemble des sensations qui permettent d’identifier ce que l’on mange. L’aspect, l’odeur, la saveur, l’arôme, la texture, le croquant…sont autant de paramètres qui participent à l’appréciation d’un aliment. Tous nos sens conditionnent les goûts que nous percevons et envoient au cerveau une multitude de messages destinés à nous faire reconnaître ce qui est bon.

 

Il existe ainsi des additifs (substances naturelles ou artificielles ajoutées à un aliment afin de modifier ses propriétés, comme la texture, l’acidité…) présents dans les aliments en partie pour tromper nos sens, nous pouvons les reconnaître grâce au E qui les caractérisent et au nombre qui les classe en différentes catégories. Les industriels les utilisent pour séduire l’acheteur sous tous les aspects, en corrigeant toutes les imperfections des aliments de l’agro-alimentaire :  

En effet l’odorat constitue 80% du goût. Nous avons donc effectué une expérience dans laquelle les cobayes devaient dire le goût d’une boisson composé de lait vanillé mélangé à un colorant alimentaire violet-rose, en ayant le nez bouché. 54,55% des cobayes n’ont pas trouvé le goût de la vanille. Ce qui souligne bien l’importance de l’olfaction dans la perception. De même lorsque nous leur avons fait goûter du jus de pomme le nez bouché, 41,67% n’ont pas reconnu la saveur. De plus lorsqu’ils ont goûté une boisson à la pêche les yeux bandés, nous leur avons passé une feuille de menthe sous le nez, seul 33,33% ont retrouvé la pêche. Ainsi lorsque l’on est enrhumé, en raison d’une mauvaise circulation de l’air vers les cavités nasales où sont situés les neurones olfactifs nous percevons le goût des aliments de façon amoindrie. De même Molly Birbaum, chef cuisinier, affirme qu’après avoir perdu l’odorat suite à un traumatisme, la perception du goût lui devînt très difficile. Cette conséquence bien souvent post-traumatique se nomme l’anosmie : c’est donc une perte totale de l’odorat (impossibilité de sentir les fumées, les gaz, la nourriture…), qui dans une majorité des cas entraîne une altération du goût.

Mais la vue importe aussi dans la perception. Effectivement nous avons demandé aux cobayes de nous dire leur ressenti sur le goût d’une boisson lactée violette-rose. 91,67% ont affirmé voir une boisson aux fruits rouges. De même un restaurant a expérimenté la dégustation de repas à l’aveugle, nous avons recueilli le témoignage d’une femme ayant testé : « Je n’y voyais rien, strictement rien […]. Puis le premier plat est arrivé. L’odeur qui s’en dégageait était familière, je la reconnaissais clairement, mais j’étais incapable d’y associer un nom ou une image. Avec le goût, même problème. » La mémoire est importante, puisqu’elle permet au cerveau de faire un lien entre les caractéristiques de l’aliment (couleur, aspect…) ; à l’aide de la vision, et l’appréhension que l’on va avoir au sujet de cet aliment. Rien qu’en observant l’aliment, notre cerveau nous indique quelle sensation celui-ci va nous renvoyer. La vision a donc un réel rôle dans l’anticipation de la perception du goût d’un aliment : un aliment ayant une couleur vive est synonyme d’appétissant, de bon. C’est une des raisons pour lesquelles les industriels rajoutent des colorants dans les glaces, les bonbons, les sirops.

La texture influence aussi beaucoup la sensation de saveur. Lorsque l’on croque un biscuit sous la dent, le fait qu’il croustille nous donne une impression positive, tout comme une pomme bien juteuse. La cuisine moléculaire bouleverse la cuisine traditionnelle et avec notre façon d’appréhender et de ressentir l’aliment : en effet, elle trompe nos sens, puisqu’en changeant la texture d’un aliment, c’est la vision qui est affectée, de même que le toucher d’une certaine manière et la perception qu’en auront les papilles gustatives.

 

La température joue aussi son rôle, ce fut prouvé lors d’une expérience. L’intensité des saveurs sucrée, salée et amère augmente avec la température : un maximum de 35-37 °C pour le sucré ; 20 °C pour le salé ; 10-15 °C dans le cas de l’amer. Sucer un glaçon suffisamment longtemps inhibe toute sensation (sauf l’acide).

Mais l’ouïe apporte une signification à la perception des saveurs. Tout d’abord les bruits de cuisine, d’ustensiles aiguisent l’appétit. Mais quand on rompt du pain, le bruit qu’il émettra donne une information : s’il est croustillant, il est sûrement frais. Si l’atmosphère dans laquelle nous mangeons est agressive ou l’environnement sonore élevé, nous aurons tendance à ingérer plus rapidement les aliments, que si l’atmosphère est calme.

 

 

Le goût peut donc facilement être trompé, et ce grâce à de nombreux paramètres, comme la texture, qui peut être changée à l’aide de moyens physico-chimiques, l’aspect extérieur d’un aliment, qui va envoyer un message positif ou négatif au cerveau, l’absence de salive sur la langue, qui ne permettra alors pas l’individu d’analyser le goût de l’aliment qu’il a en bouche, et bien d’autres…