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Illusions d'optique

 
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L’œil ne fait que transmettre les messages lumineux au cerveau, qui les interprète après un travail complexe. L’interprétation peut être faussée, conduisant à des illusions d’optique. Elles peuvent avoir une origine naturelle, comme les mirages, ou artificielle lorsqu’un élément inducteur provoque la déformation apparente d’un élément test, par exemple des flèches sur des droites parallèles.

Différentes illusions révèlent certains fonctionnements de notre cerveau. La vision n'est qu'une vue de l'esprit ...

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  • Illustrer quelques illusions d'optique.
  • Révéler le rôle du cerveau dans la vision.

Scénario pédagogique - Télécharger

Ce scénario met en jeu trois animations. Il a pour objectif de mener en trois étapes l’élève de l’observation d’un défaut du système visuel à l’invention du cinéma. L’enseignant projette les animations à l’ensemble de la classe. Par ses questions, il suscite la curiosité des élèves et les guide vers la réflexion.

Etape 1 : Se rendre compte des erreurs d’interprétation du cerveau en exploitant l’animation « illusions d’optique »:

  • Projeter les illusions d’optique plein écran.
  • Commenter pour chacune d’elle avec les élèves l’image perçue par le cerveau. Que voyez-vous? Tout le monde a-t-il la même perception de l’image ? Le cerveau hésite-t-il entre deux interprétations ?
  • Mettre en évidence qu’il s’agit d’une erreur de perception du système visuel (œil, cerveau), en plaçant le curseur sur révélation afin d’identifier l’image initiale sans aucune perturbation visuelle.
  • Montrer l’effet progressif de l’élément inducteur dans chaque cas en glissant le curseur vers l’illusion. Le cerveau donne une perception différente de la réalité.

Etape 2 : Montrer l’illusion du mouvement à partir de la mise en mouvement d’une succession d’images fixes : c’est le phénakistiscope.

  • Projeter le phénakistiscope plein écran. Sélectionner un disque et porter une attention particulière à la représentation en cercle de la série d’images fixes.
  • Mettre le disque en rotation en déplaçant le curseur et constater que les effets de perception sont très dépendants de la vitesse.
  • Pourquoi le cerveau communique-t-il l’illusion du mouvement. Faire référence à la persistance rétinienne (mémoire des images pendant quelques centièmes de seconde) et au fait qu’il interpole le mouvement entre deux images légèrement différentes (effet phi). Ces effets sont d’autant plus marqués que la luminosité est forte.

Etape 3 : Montrer que l'exploitation des défauts du système visuel mène à l’invention du cinématographe, prémisse du cinéma.

  • Montrer la décomposition du mouvement en faisant défiler à basse vitesse les 24 images fixes du cheval au galop.
  • Augmenter la vitesse de défilement et visualiser l’effet de mouvement, le scintillement tend à disparaître à 24 images par seconde.

Ce même effet est utilisé pour la télévision.

Cet apprentissage sur les images et le mouvement peut donner lieu à une réalisation par groupe d’un petit dessin animé où chaque groupe est responsable d’une seconde du « film ». L’enseignant définit avec les élèves les mouvements à transcrire. Il fournit à chaque groupe un gabarit et précise les règles graphiques à respecter.  Chaque groupe réalise une séquence de 24 images différentes. L’enseignant relie les images entre elle, les anime et synthétise toutes les notions abordées précédemment.