Comment le cerveau crée t-il une illusion de profondeur ?

Pour créer une illusion de profondeur, le cerveau exploite plusieurs indices perçus par l’œil, que l’on peut séparer en deux catégories : tout d’abord les indices que l’on peut percevoir avec un seul œil, appelés indices monoculaires, puis ceux qui nécessitent les points de vues des deux yeux, les indices binoculaires. 

     1) Indices Binoculaires

  • La perception nécessite cette fois la présence des deux yeux, le droit et le gauche: il s'agit des indices binoculaires et plus particulièrement des disparités binoculaires. Il existe un écart d'environ 6 cm entre les yeux de chacun, ce qui entraine une différence entre les images que les yeux reçoivent. C'est ce décalage que l'on appelle disparité et qui est à l'origine d'une partie de la perception de la profondeur.

                                                                                                                                 Vue de l'oeil droit                   Vue de l'oeil gauche               Image perçue par le cerveau

Cette perception est la plus difficile à berner en utilisant des images, car les deux yeux perçoivent alors la même image. C'est cependant le principe du 3D, notamment utilisé en cinéma.

 

  2) Indices Monoculaires

        Il existe d'autres formes d'indices pouvant révéler à notre cerveau la présence de profondeur dans l'image qu'il reçoit :

  • La perception linéaire concerne des lignes parallèles dans notre environnement naturel, comme par exemple les différents niveaux d’un bâtiment, les bordures d’une route, ou des rails de chemin de fer. Ces lignes semblent converger (se rapprocher l’une de l’autre) au fur et à mesure qu’elles s’éloignent de l’observateur. Ici les rails du chemin de fer, parrallèls en temps normal semblent se rapprocher pour finir par se retrouver en un point situé au centre de l'image.

 

  • La hauteur relative permet d’évaluer la hauteur d’un objet : notre cerveau sait qu'une chaise ou un ballon seront plus petit qu'une maison ou qu'un avion par exemple, il pourra donc à partir de ça évaluer l'éloignement de tel ou tel objet par rapport à un autre. On peut ici imaginer la position de la chaise par rapport à la maison, sur l'image, elle semble avoir la taille du pilier du fond, notre cerveau déduit que la chaise est plus proche de l'observateur que la maison.

                                                                        

 

  •  La taille relative d'un objet. Le cerveau reçoit l'image de l'oeil et, suivant si un objet paraît grand ou petit à l'oeil, plus il est (respectivement) rapproché ou éloigné de l'observateur. L'immeuble de droite, ayant approximativement la même taille que l'autre réelement, semble ici plus petit, notre cerveau en deduite donc qu'il est plus éloigné.

                                                                          

 

  •  Il y a aussi ce que l'on appelle la perspective atmosphérique et qui apparait dans la vision de certains vastes espaces. On remarque que les objets situés éloignés de l'observateur ont des contours qui paraissent flous. Ici, certaines collines parraissent plus claires et floues que d'autres, ce sont celles qui sont le plus éloigné.

                                                                    

 

  • Un autre type d'indice appellé l'occlusion est également très utilisé par le cerveau, c'est l'effet de superposition. Lorsqu'un objet masque ou cache une partie d'un autre objet, le cerveau s'imagine tout de suite qu'il est devant ce deuxième objet, donc il est plus près de l'observateur, la perspective est ainsi formée dans le cerveau. Sur cette image, une partie du joueur en vert est masquée par le joueur en blanc, notre cerveau en déduit que le joueur blanc est le plus proche des deux.