Illusions d'optique :
quand le cerveau nous mène en bateau !

Introduction

Première chose à savoir à propos des illusions d’optique ? Le visuel formé sur la rétine ne nous est pas transcrit directement. Eh oui ! Le cortex cérébral, habitué à réceptionner des images se charge de les interpréter pour mieux les décoder. Le cerveau compose avec l'imperfection des capteurs, dont la rétine, mais aussi avec l'environnement. Illusions de mouvement, paradoxes, contrastes, distorsions, telles sont les impressions étranges que nous livre notre cerveau !

Les objets impossibles

Cubes, losanges, triangles, ce sont toujours des figures géométriques en 2D, qui proposent une image différente selon le point d'observation. Elles jouent sur les reliefs, les contrastes et trichent avec les règles. Le cube de Necker en est l'illustration la plus parlante : il n'obéit plus aux lois de la perspective dès qu'on le regarde d’un seul œil ou sur une vidéo. Pourquoi ? Parce que si les faces avant et arrière ont la même dimension, des erreurs ont été introduites aux points d'intersection ! C’est le même genre de principe pour le triangle de Penrose, assemblage de trois faces en L superposées : la perspective et les angles n'ont pas été respectés et ont été disposés à l'inverse de la position habituelle de ceux d'un triangle en 3D.

Les distorsions

Certaines illusions d’optique jouent avec la taille des formes, la largeur et les courbes : au final tout semble onduler ! L'exemple type ? Le « Café wall », qui fait ressembler des droites parallèles à des courbes. Pourtant, si on les observe de près, on constate qu'elles sont bel et bien droites et parallèles. L'effet de distorsion est dû au positionnement des carrés noirs et blancs en ondulation régulière, d'où l'effet de vague. L'illusion des rails de chemin de fer (de même que l'illusion de Hering) oblige notre cerveau à faire un ajustement. Dans la réalité, les lignes de rails à l'horizon semblent petites et jointes, alors que de près, elles sont identiques et totalement parallèles ! Mais le cerveau règle les tailles et les volumes suivant la distance, pour nous permettre de gérer, d'anticiper, de hiérarchiser les données. Sur une photo de rails, il procède de la même manière ; les deux cylindres identiques placés le long des rails ont l'air de taille différente. Comment ? Le cerveau invente de la profondeur là où il n'y en a pas en se servant d'indices habituellement utiles.

Les illusions géométriques

Des droites, des flèches, des cercles toujours basiques, donnent souvent lieu à des erreurs d'interprétation de dimensions, de courbures, de directions et d'estimations. Les illusions sont dues à un élément « inducteur », qui provoque la déformation et à un élément « test » qui subit la déformation. L'illusion des ronds est la plus amusante : l'image de gauche montre un rond bleu entouré de petits ronds rouges. L’image de droite montre un rond bleu entouré de gros ronds rouges. Les ronds bleus ont la même circonférence mais par contraste, celui de gauche a l'air nettement plus gros. On a longtemps cru que les illusions d'optique ne résistaient pas à la prise en main... Or, on a remplacé les deux ronds rouges par des pions de jeu de dame, et demandé à la personne de saisir ces pions. Incroyable mais vrai, elle avait toujours cette sensation de tailles différentes ! La motricité est donc aussi sensible à l'illusion que la vue.

Les illusions d’optique ne sont d’ailleurs pas que des jeux amusants pour tromper nos sens et notre raison, mais elles sont révélatrices de la manière dont notre cerveau fonctionne.

Page publiée en jeudi 18 novembre 2021