Les illusions, une question de point de vue

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Difficulté:

Les illusions imitent la réalité et la transforment pour perturber notre cerveau en utilisant la lumière, les contrastes, les couleurs, les formes, les volumes et les perspectives. Dans le cadre d'un projet scientifique au lycée, nous avons utilisé différentes techniques pour faires nos propres expériences et comprendre comment notre cerveau interprète ce que nous voyons. 

Vous pouvez ici découvrir une partie de notre projet avec quelques une des expériences présentées à nos professeurs de physique et de SVT. 

Matériel :

Budget : Non défini

Etape 1 : Anamorphose

Une illusion anamorphique est une reproduction d’un objet vu d’une certaine perspective, calculée depuis un point précis. Lorsque l’on se place au bon endroit, on observe l’objet tel qu’on le connait, mais dès que l’on se déplace, l’image est déformée. Cette illusion est vraiment extraordinaire et nous avons voulu créer la notre pour comprendre comment ça marche.

Sur une grille au quadrillage déformé, nous avons tracé un cube que nous avons colorié et découpé. Le point de fuite où il faut se positionner pour voir l’illusion du cube en 3D se trouve à l’intersection des droites du quadrillage vers le bas. Le résultat est incroyable. 

Etape 2 : Cube ensorcelé

Lorsque l’on regarde un objet creux avec le bon éclairage, notre cerveau a parfois des difficultés à le percevoir en creux ou en relief plein selon les expérience qu'il a acquises et donc ce à quoi il s'attend. Nous avons créé un cube ensorcelé qui semble flotter lorsque l’on se déplace autour de lui, de droite à gauche ou de haut en bas. En vidéo c'est bluffant.

Si vous avez des difficultés à voir le cube en creux ou en relief plein, concentrez vous sur l'angle au centre (2 faces jaunes et 1 face verte). 

Etape 3 : Autostéréogramme

Les autostéréogrammes tridimensionnels sont des images que l’on voit en 2D en vision normale. Avec un peu d’effort et de concentration, elles apparaissent soudainement en 3D. 

Nos deux yeux sont écartés de quelques centimètres et en vision binoculaire, chaque œil voit un objet d’un point de vue légèrement différent. Le cerveau traite et rassemble les deux images pour interpréter le relief de l’objet. 

Pour construire notre propre autostéréogramme : 

nous avons aligné des personnages en les plaçant à égale distance les uns des autres sur une grille. Nous avons aligné des véhicules et des ballons de la même façon. 

Nous avons ensuite décalé les véhicules légèrement vers la droite en augmentant progressivement les espaces et en commençant par le 2ème véhicule situé à gauche pour que l’espace entre le 1er et le 2ème soit plus important que l’espace entre le 2ème et le 3ème... 

Nous avons également décalé les ballons dans l’autre sens vers la gauche de la même façon pour diminuer les espaces  progressivement. 

Et, ça fonctionne : l'image est perçue en 3D. En vision parallèle, les véhicules apparaissent au dernier plan et les ballons apparaissent au premier plan par rapport aux personnages.

Etape 4 : L'ombre du triangle de Penrose

Nous savons que le triangle de Penrose est une figure impossible à construire dans la réalité mais qu'il peut être dessiné sur une feuille de papier en faisant une projection oblique de la figure qui provoque la perte de la 3ème dimension et qui entraine une interprétation erronée du cerveau qui s’appuie sur son expérience. 

Pour représenter le triangle de Penrose sans pour autant le dessiner, il est possible d'utiliser une construction cassée. En l'observant du bon endroit, notre cerveau est perturbé mais il l'interprète comme un objet en forme de triangle. Nous avons éclairé la construction pour que son ombre soit bien visible. Cette ombre ne correspond pas à ce que le cerveau s'attend à voir d'après son expérience et elle est donc difficile à assimiler et un peu mystérieuse. 

Etape 5 : Le sens de la flèche

En regardant à travers un verre d'eau qui joue le rôle d'une lentille cylindrique, le sens de la flèche est inversé. Il s'agit d'un effet d'optique dû à la réfraction de la lumière et non d'une illusion ou d'une interprétation fantaisiste du cerveau, mais le résultat reste surprenant.

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