L’illusion de Logvinenko

par Jean Marie Champeau 11 Février 2021, 16:02 illusion luminosité couleur

L’illusion de Logvinenko, du nom de son inventeur, Alexander Logvinenko qui l’a présenté dans sa publication " Induction de légèreté revisitée" en 1999 dans la revue Perception. Aussi appelée "induction de luminosité" c’est le phénomène visuel par lequel la luminosité d'un objet dépend de son environnement immédiat. 

Présentation de l’illusion

Dans un ensemble de blocs de losanges orientés horizontalement et en biais à droite et à gauche, on met le même gris sur les losanges horizontaux. Les losanges de biais présentent un dégradé de gris à leur tête ou leur pied de manière homogène de telle façon qu’il présentent une "bande claire" et une "bande sombre" englobant une ligne de losanges.
Les formes extérieures encadrant le motif répétitif, ne sont pas des losanges mais portent le même dégradé.
Toutes les formes horizontales de losange sont physiquement identiques, du même gris, c'est-à-dire qu'elles reflètent des quantités égales de lumière.

un ensemble de lignes de losanges de la même couleur parmi d'autres plus clairs et plus foncés

Les losanges horizontaux de la bande claire semblent plus foncés que les losanges de la bande sombre alors que  leur gris est identique..

La différence apparente de légèreté due à l'environnement est généralement appelée l'induction de luminosité.

Variante

des bandes gris clair et foncé avec une ligne de losanges blancs qui paraissent plus blanc
"More white"

Copyright A.Kitaoka 2003

Le blanc des losanges semble être plus blanc que le blanc de l'entourage. 

Explication(s) de l’illusion

L'induction de luminosité est le phénomène visuel par lequel la légèreté d'un objet dépend de son environnement immédiat. 

L'induction de luminosité, ou contraste de luminosité simultané, est présente dans de nombreuses illusions de luminosité, en particulier dans le "damier d’Adelson", où la différence apparente de luminosité est mise en scène sur un échiquier présentant une ombre portée.

Malgré les nombreux travaux qui lui ont été consacrés, l'induction de luminosité n'a pas encore été expliquée de manière cohérente et satisfaisante dans toute sa variété. Il y a deux théories principales qui rivalisent pour l'expliquer.

1 - H von Helmholtz, pensait que l'induction de la légèreté provient de certains mécanismes centraux qui prennent en compte l'ensemble de la situation de visualisation, avec un accent particulier sur l'illumination apparente de l'objet.

2 - E Hering a plaidé en faveur de mécanismes sensoriels plus périphériques basés sur le contraste de luminance local. 

L’interprétation s’est récemment été déplacée vers la position de Helmholtz par E H Adelson qui a fourni des preuves supplémentaires que l'induction de la luminosité dépend de l'interprétation perceptive et, en particulier, de la transparence apparente.

Logvinenko conteste les conclusions d'Adelson en introduisant des versions modifiées de son motif de carreaux qui utilisent des gradients de luminance. 
Dans plusieurs de ses expériences Logvinenko conclut que cela implique que l'illusion d'Adelson ne peut être expliquée ni par le contraste local, ni par la transparence apparente, ni par le type de jonctions de niveaux de gris. 

Ma proposition d’explication
 

damier où une ombre portée assombrit les carrés blancs du même gris qu'un carré noir éclairé
Aller voir

Comme dans toutes les illusions où je propose ma propre explication, cela ne nie pas les résultats des travaux des chercheurs dont les diverses démonstrations souhaitent expliquer les phénomènes par les valeurs limites des mesures et localiser les zones neuronales impliquées. 

Pour ma part, je préfère rester dans le domaine du principe de fonctionnement de notre système visuel comme on peut le voir dans mon explication du damier d’Adelson.

Dans la vie courante, le cerveau est confronté aux ombres en permanence, il est donc habitué à ce phénomène.
Parmi des objets alignés dans un environnement local homogène de chaque ligne et dans la mesure où il constate que leurs couleurs, ici des gris, sont du mêmes gris sur la même ligne, il va présupposer qu’ils sont effectivement identiques sur chaque ligne, ce qui est vrai.

Il va continuer à partir de cette observation, avec l’autre indice qui est une apparence de lumière incidente, ici représentée par les « bandes claires » et « bande sombre » dont il est question  dans la présentation. (dans le damier d’Adelson, l’indice, est l’ombre portée du cylindre).

Partant de là il va repérer les losanges "moins gris" comme faisant partie d’une zone d'ombre homogène horizontalement. En se disant que le losange à l’ombre doit être plus clair en pleine lumière. Inversement, les losanges "plus gris" figurant dans une « bande claire » homogène horizontalement, sont donc dans la lumière. Par conséquent, il est logique, à nouveau, que ces losanges soient, en réalité, d’un gris plus sombre.

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 son 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.

Conclusion

deux carrés du même gris, l'un éclairé, l'autre à l'ombre semblent de couleur différentes
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Ainsi on en vient à une conclusion proche de celle de l’illusion de Craik–O'Brien–Cornsweet où là, deux carrés sont mis en scène pour nous suggérer une lumière incidente, et les déductions qui en découlent.

Ici, dans l’illusion de Logvinenko, deux bandes de dégradés de gris l’une s’assombrissant  l’autre s’éclaircissant suffisent à nous suggérer un éclairage incident en faisceaux comme à travers des persiennes.

Cela veut dire que notre cerveau voit, logiquement, des lignes de losanges éclairées et et des lignes de losanges dans l’ombre. Le cerveau se fait avoir par ce simple constat et en déduit que les losanges dans l’ombre doivent être plus clairs qu’il n’y paraît et que les losanges à la lumière sont plus sombres qu’il n’y paraît.

De nombreuses illusions sont basées sur des indices contextuels déroutant notre système visuel. Il traite ces dégradés comme des indices sur l'éclairage et les interprète comme signifiant qu’une partie est dans la lumière et qu’une autre est dans l’ombre.
 
Si deux objets sont de la même couleur dans une image et projettent la même lumière sur nos yeux, notre système visuel interprète celle qui est dans l'ombre comme étant, en réalité, d’une teinte plus claire que ce qu’on voit. Inversement pour l’objet dans la lumière, il est censé être plus foncé qu’il n’y paraît.

L’identité des gris de l’image est alors une simple coïncidence.

Et il a raison !

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