Le Damier d’Adelson

En 1995, Edward Howard Adelson, neuroscientifique américain, publie son échiquier. Deux cases, pourtant d'une même couleur, nous semblent différentes.

Sur ce damier, les carrés A et B sont exactement de la même couleur.

Perception erronée

L'illusion résulte de l'exploitation biaisée par le système visuel des informations qui lui parviennent. Le système visuel ne fonctionne pas comme un instrument de mesure, mais comme un moyen d'interagir efficacement avec l'environnement. Dans l'expérience ordinaire, en cas de doute, un changement de point de vue donne une vision plus exacte de la réalité.

Dans les illusions visuelles, cette possibilité est détournée, entraînant une interprétation faussée de la réalité. Quelquefois même en faisant voir un objet inexistant, ou rendant « aveugle » à un objet pourtant présent.

Ainsi, sur l'image de droite, les cases A et B du dessin semblent être peintes de deux teintes de gris différentes alors qu'en réalité les deux gris sont parfaitement identiques.
Cet exemple met en évidence la propension du système visuel à compenser les variations lentes de luminosité ou à percevoir les teintes et les couleurs relativement à leur environnement et à attribuer aux objets une couleur stable et régulière.

La régularité du pavage en damier et la familiarité avec ce motif font comprendre, correctement dans le cas d'un objet à trois dimensions, la réalité de la disposition des dalles, alors que dans la représentation, les clartés sont réparties différemment.

Présentation de l'illusion

Cette illusion a été créée en 1995 par Edward.H Adelson. Nous voyons bien sûr dans les images ci-dessous que les cases A et B sont en réalité du même gris. Cette illusion d'optique appartient au groupe des illusions de contrastes. Mais même en sachant cela, l'illusion fait quand même effet.

Le Cerveau

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Le cortex visuel est composé de cinq zones distinctes, (dénommées V1 à V5), disposées à l'arrière du cerveau, qui traitent en parallèle les diverses caractéristiques d'un objet.

Le cortex visuel primaire, procède à la reconnaissance et attribution des signaux.
Il  codifie la couleur. Après une première analyse des informations (forme, couleur, mouvement), il attribue le message aux autres zones dans le cortex visuel secondaire.

Le cortex visuel secondaire est composé d’autres zones, imbriquées, interprétant soit les formes en mouvement (insensibles à la couleur), soit les formes immobiles (sensibles à la couleur).

Explication de l'illusion

Il y a différents facteurs qui peuvent être à l'origine d'une illusion d'optique. Les illusions les plus impressionnantes additionnent plusieurs phénomènes allant tous dans le même sens afin de renforcer l’illusion. C'est le cas du damier d'Adelson qui combine trois facteurs pour former une illusion de contraste bluffante !

1 : le contexte et les cases environnantes

Ici la case A est entouré de cases plus claires tandis que la case B est entourée de cases plus foncées, ainsi, par cet effet de contraste le cerveau va obscurcir la case A et éclaircir la case B.

Voici une illusion qui reprend et illustre ce phénomène :

Illusion de contraste

Ici, les deux carrés du milieu sont de la même couleur mais ils paraissent différents car leur environnement n’est pas le même. Il se passe la même chose pour l’illusion d’Adelson

Ceci est dû à la luminosité apparente d’une surface qui dépend non seulement de sa propre luminance mais également de celle des surfaces avoisinantes. Le même gris apparaîtra toujours plus clair sur un fond foncé et plus foncé sur un fond plus pale.

Dans la réalité, le cerveau interprète plutôt les petits carrés comme étant sous un éclairage différent. Il considère le carré sur fond foncé comme un carré gris clair dans un milieu mal éclairé et le carré sur fond clair comme un carré gris foncé dans un milieu bien éclairé.

2 : l'éclairage et les ombres

Visuellement, l’éclairage est un facteur important pris en compte par le système visuel, car dès que l’image est interprétée comme étant en 3 dimensions, le cortex visuel primaire évalue immédiatement d’où provient l’éclairage.

Voici une illusion qui utilise ce phénomène d'éclairage:

Illusions de relief avec éclairage

Sur la partie gauche, les ronds encadrés en bleu ont la partie supérieure pâle comme s’ils ressortaient du dessin, et les autres dont la partie supérieure est sombre comme des creux. C’est parce que notre système visuel interprète l’éclairage comme provenant d’en haut à gauche.

La partie de droite à été retournée par rapport à celle de gauche et nous voyons l'inverse pour ces ronds qui semblent maintenant être en creux.

Dans le damier d’Adelson, le cerveau interprète la région sombre à gauche du cylindre comme étant une zone d’ombre créée par celui-ci. Grâce aux variations de vert du cylindre, le cerveau repère immédiatement une source d’éclairage provenant de la droite :

la zone d'ombre dans le damier d'Adelson

Le facteur aura seulement un impact sur la perception de la case B car la zone d’ombre n’atteint pas la case A.

Dans la vie courante, le cerveau est confronté aux ombres en permanence, il est donc habitué à ce phénomène.

Il va repérer la case B comme faisant partie de cette zone d'ombre. En se disant que la case doit être plus claire en pleine lumière car elle semble déjà plus claire que ces voisines, le cerveau va donc lui « attribuer » une clarté supérieure.

Ce phénomène est appelé constance de couleur et de luminosité.

Constance de couleur et de luminosité : C’est la tendance à percevoir un objet de manière constante sous des éclairages différents. Le cerveau va faire appel à notre expérience passée pour interpréter l’image et la rendre plus logique de son point de vue.
C’est ce qui nous dit qu’une voiture blanche reste blanche en passant dans un tunnel éclairé de lumières oranges alors que la couleur apparente de la voiture est devenue orange.

3 : le choix de l'échiquier et le vécu

Ce facteur fait appel au vécu, car en effet, le choix de l’échiquier n’est pas un hasard. Nous savons que dans les damiers, les cases sont alternativement claires et foncées. Ainsi dans l’ordre logique du damier, la zone B appartient à la suite des cases claires et la zone A à celle des cases foncées.

Le cerveau va donc renforcer le contraste entre les deux, de manière à respecter cette succession de cases claires et de cases foncées et pour que l’image que nous percevons soit plus « logique ».

Ce phénomène est utilisé en permanence par le cerveau pour que nous puissions reconnaître les objets qui nous entourent, c’est la constance perceptuelle.

Constance perceptuelle : C'est la tendance que nous avons de voir des objets familiers comme ayant une forme, une taille ou une couleur constante, indépendamment des changements de perspective, de distance ou d’éclairage que subissent ces objets. Notre perception de l’objet se rapproche d’avantage de l’image générale mémorisée de cet objet que du message nerveux provenant de notre rétine. Il existe toutes sortes de constances. Les différents types de constances qui agissent sur le damier d’Adelson sont la constance de la forme (pour la forme de l’échiquier) et celle de la couleur (Pour les cases alternativement plus claires et plus foncées).

Conclusion

Nous voila bernés, nous le savons car on se doute « qu’il y a un truc » mais on ne peux rien y faire !

damieradelson

Sources

https://www.superprof.fr/blog/perception-visuelle-et-illusion-d-optique/

https://tpe-les-illusions-d-optique.webnode.fr/