Les illusions de rotation de Kitaoka

par Jean Marie Champeau 7 Mars 2021, 08:30 illusion mouvement

J’ai sélectionné quelques illusions de rotation dans le stock du prolifique professeur Kitaoka. 
Le professeur est très connu pour ses "Rotating snakes: test and control stimuli" (serpents tournants) crées en 2013 constitués de cercles concentriques dont les motifs contrastés provoquent une illusion de rotations multiples. 

présentation de l’illusion

12 roues jaunes et violettes avec des cercles concentriques qui semblent tourrner
"Rotating yellow-and-purple disks" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2013 (February 6)

Chaque disque semble tourner dans le sens des aiguilles d'une montre sur un écran très éclairé, alors qu'il semble parfois tourner par saccade dans le sens inverse sous un éclairage sombre.

Explication(s) de l’illusion

Ces explications ont été fournies par l’équipe du professeur Kitaoka. en réponse à une question qui leur a été posée à propos des illusions de mouvement dans leur ensemble. La réponse porte deux hypothèses.

Hypothèse 1 (hypothèse de mouvement apparent).

Les régions à contraste élevé provoqueraient des signaux plus rapides que celles à contraste plus faible. Cela signifie que les premières seraient vues en premier et ensuite les autres régions. Un mouvement apparent serait perçu dans le sens du premier vers le second.

Hypothèse 2 (hypothèse de différence de signal de mouvement).

Des signaux de mouvement seraient induits lorsque l'image rétinienne est déplacée des régions à contraste élevé vers les régions à faible contraste. Cette hypothèse nécessiterait l'implication d'un mouvement oculaire involontaire constamment multidirectionnel pour alimenter le système de perception du mouvement avec des signaux de mouvement.

ma proposition d’explication

Les explications des chercheurs tendent à trouver les mesures des valeurs limites des différents phénomènes en jeu. L’explication que je propose reste dans le domaine de l’interprétation de la perception. 
De mon point de vue, les illusions de rotation sont une combinaison de plusieurs perceptions et estimations, de la part du système visuel. 

 – Pourquoi y a-t-il impression de mouvement ?
 – Pourquoi les motifs tournent ?
 – Pourquoi tournent-ils dans un sens plutôt qu’un autre ?
 

l’impression de mouvement
sur fond jaune des olives bleues bordées de blanc et de noir se resserrent comme sur des rouleaux
Aller voir

J’ai déjà abordé de type d’illusion dans "les rouleaux jaunes et bleus". Ici nous voyons aussi des mouvements apparents mais plutôt dans le même plan. 

Depuis nos articles sur les mouvements du professeur Kitaoka, que ce soit "L’illusion des Rouleaux Jaunes et Bleus", "Les illusions de mouvement" ou "les effets de vagues de Kitaoka", nous savons que l’impression de mouvement "s’écoule" du blanc vers le noir, de la clarté vers l’obscurité.
 

Tout dépend de ce que l’on entend par clarté et par obscurité.

sur fond bleu des grains de riz jaunes ont des bords blancs et noirs et semblent bouger
Aller voir

Dans une image avec des motifs portant un bord blanc et un bord noir sur un fond neutre, la direction traversera le motif en direction du bord noir. Et ce, pour autant que les motifs soient suffisamment espacés pour que le voisin ne vienne pas perturber estimation visuelle de l’observateur. (Les illusions de mouvement de Kitaoka)
 

sur fond jaune des olives violettes bordées de noir et de blanc semblent bouger
Aller voir

Si les motifs sont rapprochés, la zone de clarté locale peut être estimée sur un ou plusieurs motifs et la région sombre au bord du ou des motifs voisins. Cette disposition provoque l’impression de mouvement dont la direction ne traversera plus les motifs mais fera le chemin inverse. (Les illusions de vagues de Kitaoka)

Il y a un autre paramètre qui entre en jeu dans l’estimation de la clarté, ce sont les couleurs et leur juxtaposition. Il est facile de supposer qu’à luminosité égale, la couleur jaune, par exemple, sera vue comme plus lumineuse qu’une autre du fait de notre forte association avec cette teinte et la lumière du soleil.

Par conséquent les couleurs et leur luminosités dans le corps du motif et le fond de l’image pourront avoir une influence sur la perception de la zone de clarté et de la région sombre.

La rotation

Le mouvement apparent étant « accepté » par le cerveau, il se manifeste en suivant la direction du blanc vers le noir, ou au moins du clair vers le sombre. 
La rotation est la suite logique de la démarche cérébrale par la forme circulaire de l’agencement des motifs dans les sous ensembles. Ici, il n’est rien de plus logique pour le cerveau de voir des motifs tourner en rond quand leurs mouvements sont admis et quand ils sont disposé en cercles.

Le sens de la rotation

La aussi, le sens de la rotation est la suite logique du sens du mouvement apparent induit par la « lecture » blanc vers noir (clarté vers obscurité).
 

Les ellipses

Les anneaux semblent tourner sans effort. En revanche, on remarquera qu’ils tournent dans le sens du bord blanc d’une ellipse vers le bord noir de l’ellipse voisine proche.

Sur fond jaune des ronds d'ellipses bleues bordées de blanc et de noir semblent tourner.
"Packed rotating coasters" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2008 (May 29)

 

Sur la même image sans le blanc et une autre sans le noir, le contraste est bien moindre, l’effet de rotation est réduit mais pas annulé et il tourne dans le même sens car même sans les bords soit blanc soit noir, les contrastes de couleurs sont suffisants pour " lire" le sens clair-sombre.

en noir et blanc des ronds d'ellipse bordées de noir sans le bord blanc
sur fond jaune des ronds d'ellipse bleues bordées de noir sans le bord blanc

 

 

sur fond jaune des ronds d'ellipse bleues bordées de blanc sans le bord noir
en noir et blanc des ronds d'ellipse bordées de blanc sans le bord noir

Les images en noir et blanc conservent l’effet de rotation mais moins marqué, montrant que ce sont les différences de luminosité qui provoquent l’impression de rotation, les couleurs en augmentant l’effet.

Selon l’emplacement des bords blancs et des bords noirs on peut "faire tourner" les cercles dans le sens que l’on veut.

huit cercles de huit olives bleues bordées de noir et de blanc
"Plastic Brownian motion" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2008 (August 14)

 

La forme globale de l’image n’a pas d’importance, et si les bords blanc/noir des motifs sont placés de façon homogène dans un sous-ensemble, ce sous-ensemble aura une impression de mouvement. 

six ronds bleus et jaunes avec des olives jaunes et bleues bordées de noir et da blanc
"Karashi-renkon" Copyright A.Kitaoka 2004 (April 28, 2004)

 

huit ronds a fond jaune avec des ellipses bleues a bord blanc et noir
"Rotating lemons" Copyright Akiyoshi.Kitaoka 2005 (November 6)

 

La série des boutons

Les anneaux semblent tourner. Idem, la proximité du bord blanc d’un rond avec le bord noir du voisin, le bord blanc est "aspiré".
 

sur fond vert quatre cercles de ronds violets bordés de blancs et noir
"Rotating sumomo" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2008 (November 20)

 

Ici, la combinaison des bords jaunes (qu’on voit blanc) et le corps vert des motifs semblants plus clairs que le fond, l’impression de mouvement traverse les motifs.

sur fond bleu seize cercles de ronds verts bordé de blanc et noir
"Rotating green peas" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2007 (March 22)

 

Les boules semblent tourner. On notera que les cercles bleus turquoise portent un bord noir mais pas de bord blanc. C’est la couleur du corps des cercles qui tient lieu de zone de clarté. L’impression de mouvement traverse les motifs.

sur fond rose huit cercles de ronds turquoise bordés de blanc et noir
"Crystal balls" Copyright A.Kitaoka 2004 (May 22)

 

La série des formes inattendues

La bague extérieure semble tourner dans le sens des aiguilles d'une montre tandis que la bague intérieure dans le sens inverse. Le jaune tient lieu de clarté, le violet d’obscurité.

huit ensembles de carrés jaunes et violets disposés en cercles
"Rotating chidori" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2013 (January 30)

 

Chaque anneau semble tourner. Le bord blanc "fonce" vers le bord noir du voisin.

sur fond vert des coeurs roses à bords blanc et noir disposés en cercle
"Rotating hearts " Copyright Akiyoshi Kitaoka 2011 (February 23)

 

sur fond jaune des aubergines violettes à bords blanc et noir disposées en cercle
"Rotating eggplants" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2018 (April 21)

 

sur fond noir des ronds bleus avec des citrons jaunes ombrés
"Rotating ginnan" Copyright A.Kitaoka 2004 (June 25)

Ici, il n’y a pas de bords blancs ou noir. Les zones de clarté et d’obscurité seront matérialisées par le dégradé de luminosité bien plus visible en couleur qu’en gris.

en noir et blanc sur fond noir des ronds gris avec des citrons plus clairs ombrés

 

Là aussi les motifs présentent un dégradé de couleurs, l’impression de mouvement suit la direction clarté vers obscurité.

sur fond violet des boules jaunes ombrées disposées en cercle
"Rotating tablets" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2009 (March 25)

 

Les tyrannosaures semblent tourner dans le sens de la marche. Pourtant leur bord blanc(arrière) est très proche du bord noir du suivant, et va jusqu’à toucher le motif suivant, le mouvement devrait aller du bord blanc en direction du bord noir du motif proche. La luminosité du jaune des motifs augmentant la clarté apparente, par rapport au fond bleu, le mouvement traverse les motifs. 

sur fond bleus des tyranosaures jaunes à bord noir et blanc
"Rotating tyrannosaurs" Copyright Akiyoshi Kitaoka 2010 (March 6)

Je n’en dit pas plus, regardez l’image suivante.

sur fond bleu des tyrannosaures jaunes a bords noir et blancs inversés
en noir et blanc les tyrannosaures gris clair sur fond gris plus sombre

Je me suis permis d’inverser les emplacements des bords blancs et noirs des motifs en bricolant un peu l’image. Le sens de rotation s’est inversé. Cette fois ci les tyrannosaures semblent faire le « moonwalk », preuve que les bords blancs sont aidés par la couleur du motif plus claire que le fond, pour participer à la détermination de la zone de clarté.
Il suffit pour s’en convaincre de passer l’image en Noir et blanc et on voit que le corps des motifs est bien plus clair que le fond.
 

L'anneau extérieur semble tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. Pourtant la couleur des motifs est plus sombre que le fond clair, la situation est inverse que pour les tyrannosaures, les motifs devraient tourner dans le sens inverse.
Ceci montre que les bords blancs de motifs sombres, sur fond clair, plongent vers les bords noirs du motif suivant quand il est proche.

sur fond turquoise des carrés rouges avec des cotés blancs et noirs
"Rotating rays" Copyright A.Kitaoka 2004 (June 12)

Là aussi, regardez l’image suivante.
 

Ici, j’ai carrément inversé toutes les couleurs et pourtant les motifs tournent dans le même sens. On retrouve nos motifs mais ils sont clairs sur fond plus sombre.
La clarté part du bord blanc des motifs clairs pour se diriger vers le bord noir en traversant le motif pour engendrer la direction du mouvement perçu.

sur fond noir un rond rouge portant des carrés turquoises avec des bords noirs et blancs

 

Conclusion

Nous savons depuis plusieurs articles que le mouvement apparent suit la direction du blanc vers le noir, ou au moins du clair vers le sombre.
Nous venons de voir que ce mouvement et sa direction sont le fruit du travail cérébral d’interprétation de l’image et de toutes ses composantes.
Outre les couleurs et les ombres, l’agencement des motifs et leur luminosité par rapport au fond, sont déterminantes, bien que leur signification culturelle n’ait pas d’influence.

ACCUEIL

 

Pour être informé des derniers articles, inscrivez vous :
commentaires

Haut de page