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Comprendre la 3D : structure de l’œil et image numérique -2

2 août 2011


Comment percevons-nous le relief ?

Nos deux yeux nous permettent de percevoir une même scène selon deux points de vue différents du fait de leur espacement qui en moyenne est de 6,5 cm. Le cerveau utilise cet indice binoculaire pour reconstruire le relief. Partant de cette découverte en 1836, le physicien Charles Wheastone inventa la stéréoscopie, d’abord sous la forme de couple de dessins, puis de photos stéréoscopiques observées à l’aide de deux miroirs montés à 90° (stéréoscope à miroir). La disparité entre les deux images transmises à notre cerveau va lui permettre d’évaluer les distances relatives entre chacun des objets qui constituent la scène que nous observons.
Pour saisir un objet, il nous faut connaître sa distance absolue. Notre cerveau va apprécier tout d’abord l’angle de convergence de nos deux yeux (c’est-à-dire l’angle avec lequel les deux axes optiques de nos yeux se croisent sur l’objet que nous fixons)

mecanisme de convergencemecanisme de convergence
Lorsque que nous fixons un objet des muscles vont amener les axes optiques de nos yeux à converger sur cet objet. Plus l’objet est proche et plus cet angle est important. Lorsque nous regardons à l’infini ces deux axes sont parallèles.

et procéder à une accomodation : imposer un effort aux muscles qui contrôlent le cristallin de chacun de nos yeux pour effectuer la « mise au point ». Cette accommodation va donc fournir une estimation de la distance nous séparant de l’objet observé.

Mecanisme-accommodationMecanisme-accommodation
Tout comme nous lisons sur notre appareil photo la distance indiquée sur la bague de mise au point de l’objectif, notre cerveau peut déduire des informations de distance à partir de la déformation des cristallins lors du mécanisme d’accommodation.

On dispose ainsi d’un système qui nous permet d’apprécier les distances relatives entre objets, la distance absolue entre nous et un objet, ainsi que la profondeur d’une scène. D’autres indices nous renseigneront sur le relief de cette scène que nous observons : la taille relative des objets, les ombres, la luminosité, les réflexions, le gradient de texture, ou encore les effets de masquage. Une bonne partie de ce travail s’effectue dans le cortex visuel primaire. Bien que nos deux yeux perçoivent deux images distinctes, notre cerveau nous donne la sensation de n’en voir qu’une seule. C’est le phénomène de fusion appelée aussi œil cyclope. Cette fusion s’opère aussi longtemps que la distance nous séparant de l’objet observé ne passe pas en-dessous d’une certaine valeur.
Après quoi nous constatons un dédoublement.

Comprendre la 3D : la 3D une histoire à rebondissements -1
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