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Revue n° 4
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Du côté des labos
Comment l'action détermine notre perception visuelle de l'espace
Par christophe Jacquemin - 4 janvier 2000
 

Selon les travaux de l'équipe du Laboratoire de physiologie de la perception et de l'action (CNRS/Collège de France) publiés dans le numéro du 4 janvier 2001 de la revue Nature (voir référence en fin de texte), la perception visuelle de l'homme est dépendante du mouvement volontaire de l'observateur et non pas, comme on pouvait le penser, de mécanismes purement passifs de traitement de l'information optique.
© Nature :http://www.nature.com
© Nature : http://www.nature.com
Utilisant un dispositif de réalité virtuelle, les chercheurs ont comparé la perception d'objets tridimensionnels par un observateur en mouvement volontaire et par un observateur passif et immobile. Bien que dans les deux cas la stimulation visuelle ait été rigoureusement identique, la perception résultante a été très différente. Ceci montre que l'action de l'observateur contribue de façon essentielle à la construction perceptive de l'espace en trois dimensions (3D).

Ces résultats ouvrent la voie à une meilleure compréhension des mécanismes qui donnent la possibilité à un observateur de distinguer les parties immobiles de l'espace visuel, mécanismes dont on connaît l'importance dans des domaines tels que le contrôle de l'équilibre et de la locomotion. Surtout, ils expliquent comment les mécanismes d'intégration multi-sensorielle permettent la perception de propriétés objectives de l'environnement quand les sens, pris isolément, se montrent vulnérables aux illusions.

Comme tous les travaux de cette nature explorant la façon dont fonctionne les organes sensoriels des organismes vivant, en relation avec leur cerveau, ils devraient pouvoir donner lieu à des applications rapides dans le domaine de la vie artificielle.

L'équipe du Laboratoire de physiologie de la perception et de l'action (LPPA) a utilisé de fausses perspectives (anamorphoses*) pour mettre en évidence la contribution de l'action de l'observateur sur sa propre perception visuelle.
Rappelons que ces objets (découverts par Léonard de Vinci) ont la particularité de donner une impression erronée de leur forme 3D lorsqu'ils sont observés sous un angle de vue particulier. Quand un observateur immobile regarde un objet anamorphe en mouvement, le trompe-l'œil persiste, et il voit la forme trompeuse subissant des déformations (au lieu de la forme et du mouvement de l'objet réel).

Cette illusion persiste-t-elle si le mouvement relatif de l'objet et de l'observateur est dû au déplacement volontaire de l'observateur, au lieu du mouvement de l'objet?
Pour le savoir, les chercheurs Mark Wexler, Francesco Panerai, Ivan Lamouret et Jacques Droulez ont utilisé un système de réalité virtuelle couplé à des capteurs de position de la tête.
Des versions virtuelles des anamorphoses ont été présentées à des sujets "cobayes", de façon à ce que la stimulation optique soit strictement identique pour les observateurs actifs  (pouvant bouger la tête vers la gauche et vers la droite) et pour les observateurs immobiles.
Les résultats montrent que les deux groupes voient les objets différemment : ceux qui sont actifs s'illusionnent beaucoup moins avec le trompe-l'œil que les observateurs immobiles. Ainsi, à l'inverse de ce qu'on pouvait penser, ceci démontre clairement un effet de l'action sur la vision chez l'homme.

Comment expliquer ce résultat surprenant ?
Selon les chercheurs, notre système visuel réagit différemment aux objets stationnaires et à ceux en mouvement : "la stationnarité est un fait objectif et non pas subjectif et, comme tel, n'est pas senti directement. Or, lorsque nous nous déplaçons, notre image visuelle d'un objet fixe se déplace et se déforme également à cause du changement de notre angle de vue ; mais malgré ce mouvement visuel, l'objet semble être stationnaire" explique Max Wexler.

Pour tester cette hypothèse sur le rôle spécial de la stationnarité, l'expérience avec les objets anamorphes a été répétée, mais cette fois avec les objets en mouvement. Dans ce cas-là, la différence entre les observateurs actifs et passifs disparaît, confirmant ainsi le rôle particulier des objets stationnaires pour la vision (même lorsque nos propres mouvements changent leur apparence).

Vers une meilleure compréhension des mécanismes donnant la possibilité à un observateur de distinguer les parties immobiles de l'espace visuel.
On sait depuis le XIXe siècle que le système visuel humain se sert d'un certain nombre d'a priori pour construire la perception de notre monde en 3D. Avec ces travaux, les chercheurs du LPPA viennent en ajoute désormais un à la liste : celui de la stationnarité qui, en tenant compte de l'action de l'observateur, se distingue toutefois par le fait qu'il réfère aux propriétés objectives (et non pas subjectives) de l'environnement.
En montrant que la perception visuelle est dépendante du mouvement volontaire de l'observateur, les chercheurs confirment aujourd'hui que l'action joue un rôle majeur dans le processus d'interprétation de l'image optique qui conduit à la perception visuelle.
Ces travaux ouvrent non seulement la voie à une meilleure compréhension des mécanismes qui donnent la possibilité à un observateur de distinguer les parties immobiles de l'espace visuel (dont on connaît l'importance dans des domaines tels que le contrôle de l'équilibre et de la locomotion), mais surtout expliquent comment les mécanismes d'intégration multi-sensorielle permettent la perception de propriétés objectives de l'environnement quand les sens, pris isolément, se montrent vulnérables aux illusions.

*A propos d'anamorphose, voir par exemple le célèbre tableau de Holbein : "Les ambassadeurs" (1553): http://www.culturactif.ch/chronique/holbein.htm

Remonter au début du texte

Source : Nature du 4 janvier 2000, volume 409, pages 85 à 88 :
"Self-motion and the perception of stationary objects", par Mark Wexler, Francesco Panerai, Ivan Lamouret et Jacques Droulez.
NB : Les résumés succincts en anglais (voire quelquefois les articles complets) parus sur le site web de Nature peuvent être obtenus, après inscription gratuite.
(attention, pour que l'inscription aboutisse, il faut absolument cocher dans une des cases à la rubrique State/Region:* du questionnaire, même si ce n'est pas adapté à votre pays).

Contact :
Mark Wexler
mark.wexler@college-de-france.fr


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