Cours 6 : Vision binoculaire

Question 1

Qu’est-ce que la géométrie euclédienne?

Answer 1

• Les lignes parallèles restent parallèles lorsqu’elles sont étendues dans l’espace.
• Les objets conservent la même taille et la même forme lorsqu’ils se déplacent dans l’espace.
• Les angles internes d’un triangle totalisent toujours 180 degrés, etc.
• Espace de distance
• Géométrie euclidienne mesure distance entre les points
• Notre perception de ligne parallèle par contre peut être distorsionnée

Question 2

Avec quel type d’information le cerveau travaille-t-il?

Answer 2

• Les images projetées sur la rétine ne sont pas euclidiennes !
• Par conséquent, notre cerveau travaille tout le temps avec une géométrie non euclidienne, même si nous n’en sommes pas conscients.
• Étant donne que le monde tridimensionnel est projeté sur une rétine bidimensionnelle, certaines infos vont être perdues
• La rétine est curvée et la surface au niveau de la rétine apporte une distorsion. Donc la géométrie euclidienne n’est pas respectée

Question 3

Qu’est-ce que la somme de probabilité?

Answer 3

• Somme de probabilité : la probabilité accrue de détecter un stimulus à partir de deux échantillons ou plus.
• L’un des avantages d’avoir deux yeux tournés vers l’avant.
• Propriété très importante
• Améliore nos chances de bien percevoir l’environnement car nous avons 2 yeux

Question 4

Qu’est-ce que la sommation binoculaire?

Answer 4

• Sommation binoculaire : La combinaison (ou « sommation ») des signaux de chaque œil de manière à améliorer les performances de nombreuses tâches avec les deux yeux qu’avec un seul.
• Les deux images rétiniennes d’un monde en trois dimensions ne sont pas les mêmes !
• Pratique car permet d’améliorer nos performances à plusieurs tâches
• En d’autres termes, les deux yeux voient des images différentes du monde

Question 5

Qu’est-ce que la disparité binoculaire?

Answer 5

• Différences entre les deux images rétiniennes d’une même scène.
• La disparité est à la base de la stéréopsie, une perception vivante de la tridimensionnalité du monde qui n’est pas disponible avec la vision monoculaire.
• Permet de faire différents calculs par rapport à la géométrie dans notre monde

Question 6

Qu’est-ce qu’un indice de profondeur?

Answer 6

• Indice de profondeur : informations sur la troisième dimension (profondeur) de l’espace visuel.
• Indice de profondeur monoculaire : Un indice de profondeur qui est disponible même lorsque le monde est vu d’un seul œil.
• Indice de profondeur binoculaire : Un indice de profondeur qui s’appuie sur les informations des deux yeux.

Question 7

Quelles sont les caractéristiques du champ visuel du lapin?

Answer 7

• Lapin a un champ visuel très différent de l’humain
• Utile pour le lapin de détecter la provenance de prédateurs/les changements à différents endroits
• Horizontalement et verticalement, comme un dôme
• Pas très bon pour calculer les distances devant lui et sauter sur une proie

Question 8

Quelles sont quelques caractéristiques du champ visuel de l’homme?

Answer 8

• Champ visuel étendu sur environ 180-190 degrés
  Étendu sur les deux yeux
• Peut nous aider à percevoir l’espace et calculer les distances
• On apprend que dans la perception de l’espace, notre cerveau utilise de nombreux indices pour déterminer la profondeur

Question 9

Qu’est-ce que l’occlusion?

Answer 9

• Occlusion : un indice de l’ordre de profondeur relative dans lequel, par exemple, un objet obstrue partiellement la vue d’un autre objet.
• Indice très utile pour percevoir la profondeur
  Indice de profondeur relative car nous permet de calculer qu’un objet est devant un autre objet, nous permet de déterminer l’ordre des objets mais nous permet pas de déterminer la distance relative
• Mais on peut toujours avoir des points de vue accidentel
• Mais assez rare que point de vue accidentel soit la réalité
  Ce point de vue beaucoup moins probable que d’avoir trois formes géométriques l’une devant l’autre avec de l’occlusion

Question 10

Qu’est-ce qu’un indice de profondeur métrique?

Answer 10

• Un indice de profondeur qui fournit des informations quantitatives sur la distance dans la troisième dimension.

Question 11

Qu’est-ce qu’un indice de profondeur non métrique?

Answer 11

• Un indice de profondeur qui fournit des informations sur l’ordre de la profondeur (profondeur relative) mais pas sur la magnitude de la profondeur.
• Par exemple, l’occlusion, nous donne des informations relatives mais pas sur la magnitude

Question 12

Qu’est-ce que la taille relative?

Answer 12

• Taille relative : Une comparaison de la taille entre les éléments sans connaître la taille absolue de l’un ou l’autre.
• Toutes choses étant égales par ailleurs, nous supposons que les objets plus petits sont plus éloignés de nous que les objets plus grands.
• Exemple de l’arc de boules rouges : Notre système visuel assume que chacune des balles rouges a la même taille dans le monde réel donc on perçoit un patron tridimensionnel en arc où les plus petites boules sont plus loin même si en réalité il ne s’agit que des plus petites boules. Donne un effet de profondeur
  Si on randomise le patron on perds l’aspect de profondeur

Question 13

Qu’est-ce que la hauteur relative?

Answer 13

• Pour les objets touchant le sol, ceux situés plus haut dans le champ visuel semblent être plus éloignés.
• Dans le ciel au-dessus de l’horizon, les objets plus bas dans le champ visuel semblent être plus éloignés.
• Objet situé plus haut apparait plus éloigné
• Objet bas de la champ visuel semble être sur un point de fuite de l’horizon et donc plus éloigné

Question 14

Qu’est-ce que le gradient de texture?

Answer 14

• Un indice de profondeur basé sur le fait géométrique que les éléments de même taille forment des images plus petites et plus rapprochées plus ils s’éloignent.
• Les gradients de texture résultent d’une combinaison des indices de taille relative et de hauteur relative.
• Fonctionne pour des arrangements vertical mais fonctionne moins bien pour des arrangements horizontal
• L’indice de hauteur et de taille relative font en sorte qu’on assume qu’un objet doit être plus gros puisqu’il est plus loin

Question 15

Qu’est-ce que la taille familière?

Answer 15

• Un indice basé sur la connaissance de la taille typique des objets.
• Lorsque vous connaissez la taille typique d’un objet, vous pouvez deviner à quelle distance il se trouve en fonction de sa taille.
• L’indice de taille familière fonctionne souvent en conjonction avec l’indice de taille relative.
• La conjonction entre notre connaissance de la taille d’une main moyenne et la taille relative des objets sur l’image nous donne cette impression de profondeur

Question 16

Qu’est-ce qu’un indice de profondeur métrique relative?

Answer 16

• Un indice de profondeur qui pourrait spécifier, par exemple, que l’objet A est deux fois plus éloigné que l’objet B sans fournir d’informations sur la distance absolue à A ou B.
• La taille relative et la hauteur relative fournissent toutes deux des informations métriques.

Question 17

Qu’est-ce qu’un indice de profondeur métrique absolu?

Answer 17

• Un indice de profondeur qui fournit des informations quantifiables sur la distance dans la troisième dimension.
• La taille familière peut fournir des informations métriques précises si votre système visuel connaît la taille réelle de l’objet et l’angle visuel qu’il occupe sur la rétine.
• On est capable de faire une inférence sur la distance qui nous sépare de l’objet

Question 18

Quel est l’avantage de mesure métrique (comme hauteur et taille relative) par rapport aux indices non-métriques (comme occlusion)?

Answer 18

• Les indices métriques de hauteur et taille relative peuvent nous donner plus d’informations qu’un indice non métrique comme l’occlusion
• On a des informations additionnelles avec la taille et la hauteur relative
• L’occlusion permettrait seulement de dire quel objet est en face duquel mais ne nous indique pas si la boule rouge est plus proche de la boule bleu que la verte est proche de la bleue

Question 19

Qu’est-ce que la perspective atmosphérique?

Answer 19

• Un indice de profondeur basé sur la compréhension implicite que la lumière est diffusée par l’atmosphère.
• Plus de lumière est diffusée lorsque nous regardons à travers plus d’atmosphère.
• Ainsi, les objets plus éloignés apparaissent plus pâles, plus bleus et moins distincts.

Question 20

Qu’est-ce que la perspective linéaire?

Answer 20

Les lignes parallèles dans le monde tridimensionnel semblent converger dans une image bidimensionnelle à mesure qu’elles s’étendent au loin.
Illusion de Ponzo

Question 21

Qu’est-ce que le point de fuite?

Answer 21

• Le point apparent auquel convergent des lignes parallèles s’éloignant en profondeur.
• Perception de convergence : point du fuite, endroit où on a l’impression que deux lignes parallèles se rencontrent
• Par exemple route qui converge à l’horizon

Question 22

Qu’est-ce que l’indice de profondeur pictural?

Answer 22

Un indice de distance ou de profondeur utilisé par les artistes pour représenter la profondeur tridimensionnelle dans des images bidimensionnelles.

Question 23

Qu’est-ce que l’anamorphose (ou projection anamorphique)?

Answer 23

• Utilisation des règles de la perspective linéaire pour créer une image bidimensionnelle si déformée qu’elle n’a l’air correcte que lorsqu’elle est vue sous un angle spécial ou avec un miroir qui contrecarre la distorsion.

Question 24

Qu’est-ce que le parallaxe de mouvement?

Answer 24

• Les images plus proches de l’observateur se déplacent plus rapidement dans le champ visuel que les images plus éloignées.
• Le cerveau utilise ces informations pour calculer les distances des objets dans l’environnement.
• Les mouvements de la tête et tout autre mouvement relatif entre les observateurs et les objets révèlent des indices de parallaxe de mouvement.
• Les objets dans la scène vont se déplacer à des vitesses différentes, ce qui va donner des points de vue différents
• Faut que la tête bouge et non seulement les yeux

Question 25

Qu’est-ce que l’accommodement?

Answer 25

Processus par lequel l’œil change de focalisation (dans lequel la lentille grossit lorsque le regard est dirigé vers des objets plus proches).
autre indice du système visuel pour la profondeur

Question 26

Qu’est-ce que la convergence?

Answer 26

La capacité des deux yeux à se tourner vers l’intérieur, souvent utilisée pour se concentrer sur des objets plus proches.

Question 27

Qu’est-ce que la divergence?

Answer 27

La capacité des deux yeux à se tourner vers l’extérieur, souvent utilisée pour se concentrer sur des objets plus éloignés.

Question 28

Qu’est-ce que les points rétiniens correspondants?

Answer 28

Un concept géométrique indiquant que les points sur la rétine de chaque œil où les images rétiniennes monoculaires d’un seul objet sont formées sont à la même distance de la fovéa dans chaque œil.
Objets n’ont pas besoin d’atterrir exactement sur la fovéa pour atterrir sur des points correspondants de la rétine

Question 29

Qu’est-ce que l’horoptère et le cercle de Vieth-Muller?

Answer 29

• Horoptère : L’emplacement des objets dont les images se trouvent sur les points correspondants. La surface de la disparité zéro.
• Cercle Vieth – Müller : L’emplacement des objets dont les images tombent sur des points géométriquement correspondants dans les deux rétines.
• Le cercle Vieth-Müller et l’horoptère sont techniquement différents, mais pour nos besoins, vous pouvez les considérer comme identiques.
• Tous objets qui tombe sur l’horoptère ont des points correspondants sur les deux rétines

Question 30

Comment sont perçus les objets atterrissant sur l’horoptère?

Answer 30

• Les objets sur l’horoptère sont vus comme des images uniques lorsqu’ils sont vus avec les deux yeux.
• Zone fusionnelle de Panum : La région de l’espace, devant et derrière l’horoptère, dans laquelle la vision unique binoculaire est possible.
• Zone de tolérance : zone fusionnelle de Panum.
• Par exemple, si on objet tombe juste derrière l’horoptère, on ne va tout de même pas les voir en double mais tout objet sortant de cette zone va être vu en double

Question 31

Comment sont perçus tombant à l’extérieur de l’horoptère?

Answer 31

Les objets significativement plus proches ou plus éloignés de l’horoptère tombent sur des points non correspondants dans les deux yeux et sont vus comme deux images.

Question 32

Qu’est-ce que la diplopie?

Answer 32

Vision double. S’ils sont visibles dans les deux yeux, les stimuli tombant en dehors de la zone fusionnelle de Panum apparaîtront diplopiques.
- Crayon marron n’était pas situé la même distance de l’horoptère que le crayon violet, il est plus proche de l’horoptère donc a une plus petite disparité sur les deux rétines

Question 33

Qu’est-ce que la disparité croisée?

Answer 33

• Indice de disparité créé par des objets devant le plan de l’horoptère.
• Les images devant l’horoptère sont déplacées vers la gauche dans l’œil droit et vers la droite dans l’œil gauche.

Question 34

Qu’est-ce que la disparité non croisée?

Answer 34

• Indice de disparité créé par des objets derrière le plan de l’horoptère.
• Les images derrière l’horoptère sont déplacées vers la droite dans l’œil droit et vers la gauche dans l’œil gauche.

Question 35

Qu’est-ce qu’un stéréoscope?

Answer 35

• Dispositif permettant de présenter une image à un œil et une autre image à l’autre œil.
• Les stéréoscopes étaient un objet populaire dans les années 1900.
• De nombreux enfants des temps modernes avaient un ViewMaster, qui est aussi un stéréoscope.
• Le casque Oculus Rift est un exemple plus moderne de stéréoscope.

Question 36

Qu’est-ce que la fusion libre?

Answer 36

• Technique consistant à faire converger (croiser) ou diverger (décroiser) les yeux afin de visualiser un stéréogramme sans stéréoscope.
• Les auto-stéréogrammes reposent sur la fusion libre.
• Stéréogramme : tout est calculé dans le même patron

Question 37

Qu’est-ce que la stéréocécité?

Answer 37

• Une incapacité à utiliser la disparité binoculaire comme indice de profondeur.
• Peut résulter d’un trouble visuel de l’enfance, tel que le strabisme, dans lequel les deux yeux sont mal alignés.
• La plupart des personnes stéréoaveugles ne s’en rendent même pas compte.

Question 38

Qu’est-ce qu’un stéréogramme à points aléatoires (RDS)?

Answer 38

• Stéréogramme composé d’un grand nombre de points placés au hasard.
• Les RDS ne contiennent pas d’indices monoculaires de profondeur.
• Les stimuli visibles stéréoscopiquement dans les RDS sont des stimuli cyclopéens.
• Cyclopéen : Fait référence aux stimuli qui sont définis par la seule disparité binoculaire.

Question 39

Quelles sont les technologies utilisées pour les films 3D?

Answer 39

• Pour que les films apparaissent en 3D, chaque œil doit recevoir une vue légèrement différente de la scène (comme dans la vraie vie).
• Les premières méthodes pour voir des films en 3D impliquaient des lunettes « anaglyphiques » avec une lentille rouge sur un œil et une lentille bleue sur l’autre.
• Les méthodes actuelles utilisent la lumière polarisée et des lunettes polarisantes pour s’assurer que chaque œil voit une image légèrement différente.

Question 40

Qu’est-ce que le problème de correspondance?

Answer 40

En vision binoculaire, problème consistant à déterminer quelle partie de l’image de l’œil gauche doit correspondre à quelle partie de l’œil droit.
Système visuel ne perçoit que des points sur sa rétine

Question 41

Comment peut-on régler le problème de correspondance?

Answer 41

Il existe plusieurs façons de résoudre le problème de correspondance :

• Brouiller l’image : ne laisser que les informations à basse fréquence spatiale aide.
• Contrainte d’unicité : observation selon laquelle une caractéristique du monde est représentée exactement une fois dans chaque image rétinienne. Expérience visuelle contrainte par cette contrainte d’unicité
• Contrainte de continuité : observation selon laquelle, à l’exception des bords des objets, des points voisins dans le monde se trouvent à des distances similaires de l’observateur.

Question 42

Comment la stéréopsie est-elle implémentée dans le cerveau humain ?

Answer 42

• L’entrée de deux yeux doit converger vers la même cellule

- Une cellule doit recevoir des entrées de deux yeux pour pouvoir effectuer la stéréopsis

Question 43

Quelles sont les réponses des neurones aux points correspondants ou non sur la rétine?

Answer 43

• De nombreux neurones binoculaires répondent mieux lorsque les images rétiniennes se trouvent sur des points correspondants dans les deux rétines : Base neurale de l’horoptère.
• Cependant, de nombreux autres neurones binoculaires répondent mieux lorsque des images similaires occupent des positions légèrement différentes sur les rétines des deux yeux (préfèrent une disparité binoculaire particulière).

Question 44

Comment utilise-t-on la stéréopsie?

Answer 44

• La stéréopsie peut être utilisée à la fois comme indice de profondeur métrique et non métrique.
• Certaines cellules codent simplement si une caractéristique se trouve devant ou derrière le plan de fixation (indice de profondeur non métrique).
• D’autres cellules codent la distance précise d’un élément par rapport au plan de fixation (indice de profondeur métrique).

Question 45

Quelles sont les observations de la stéréopsie chez les insectes chasseurs?

Answer 45

• Question : Comment savoir si une mante religieuse a une stéréopsie ?
• Hypothèse : Les mantes religieuses attrapent des insectes en utilisant la perception stéréoscopique de la profondeur.
• Test : Les chercheurs ont équipé des mantes avec de petites lunettes anaglyphiques, leur ont montré des films 3D d’insectes à différentes distances et ont enregistré si les mantes frappaient lorsque les insectes se trouvaient à la distance critique de 2 cm.
• Résultats : les mantes n’ont pas réagi aux films 2D de bogues simulés, mais ont réagi aux films 3D lorsque les bogues se trouvaient à la distance de frappe apparemment correcte.
• Conclusions : La mante religieuse a une vision stéréoscopique et répondra à la profondeur définie par la disparité.

Question 46

Qu’est-ce que l’approche bayésienne?

Answer 46

• Comme la reconnaissance d’objets, la perception de la profondeur résulte de la combinaison de nombreux indices différents.
• Une façon de formaliser l’idée que notre perception est une combinaison du stimulus actuel et de nos connaissances sur les conditions du monde - ce qui est susceptible de se produire et ce qui n’est pas susceptible de se produire.
• Ainsi, les connaissances antérieures peuvent influencer nos estimations de la probabilité d’un événement.
• Façon de formaliser avec des calculs de probabilité
• Nos connaissances : notre modèle interne
• Compare le présent avec le modèle interne pour essayer de prédire le futur, si c’est susceptible ou pas de se produire
• Le cerveau est constamment en train d’essayer de réduire la surprise/les effets non probables pour prédire le futur

Question 47

Comment notre système visuel interprète-t-il les illusions et la construction de l’espace?

Answer 47

Nos systèmes visuels tiennent compte des indices de profondeur lors de l’interprétation de la taille des objets.

Question 48

Qu’est-ce que l’illusion de Zollner?

Answer 48

• Toutes les lignes verticales sont parallèles en a) mais les lignes obliques donnent cette impression de courbure
• Les deux lignes horizontales sont parallèles en b) mais la présence de ligne oblique donne l’impression de la courbure

Question 49

Qu’est-ce que la rivalité binoculaire?

Answer 49

Compétition entre les deux yeux pour le contrôle de la perception visuelle, qui se manifeste lorsque des stimuli complètement différents sont présentés aux deux yeux.