Cours 7 Flashcards
Perception de profondeur et question fondamentale
Notre perception visuelle nous offre une représentation tridimensionnelle de
l’environnement. Pourtant, l’image qu’enregistre notre rétine est bidimensionnelle;
i.e. elle ne représente pas la profondeur.
Ceci soulève la question fondamentale
suivante: Comment notre système visuel arrive-t-il à établir une représentation de
la profondeur à partir de l’information bidimensionnelle que constitue l’image
rétinienne
Une approche utilisée pour comprendre notre perception de la profondeur
repose sur quoi
l’identification des sources d’information signalant la profondeur
dans la scène
Approche des indices:
L’hypothèse proposée est que la perception de la profondeur résulte de l’enregistrement et du traitement (interprétation) de ces
indices par le système visuel
On distingue 3 classes d’indices
- Indices oculomoteurs
- Indices monoculaires (1 oeil suffit)
Indices picturaux et ceux produits par le mouvement - Indice binoculaire
2 aspects de l’indice oculomoteurs et sont-ils utiles
- l’angle de convergence
- Accomodation
Ces indices ne sont utiles que pour des objets
relativement près (2-3 mètres ou moins) puisque l’angle de convergence et l’accommodation ne varient que très peu au-delà de cette distance *voir photo p.4
Angle de convergence dans les indices oculomoteurs
L’angle de convergence de nos yeux
varie en fonction de la distance nous
séparant de l’objet observé
*pour ajuster direction de notre regard et projeter image
voir photo p.4: fixation occulaire a linfini aprés 3 m de nous
Accommodation dans les indices oculomoteurs
La forme de notre
cristallin varie également en fonction de
la distance nous séparant de l’objet
observé afin de focaliser son image sur
la rétine.
Indices monoculaires: 2 classes et leurs définitions
*1 oeil suffit mais fct avec les 2
Indices picturaux: Indices bidimensionnels (i.e. pouvant être représentés sur une surface plane, comme la rétine) statiques
suggérant la profondeur.
Indices produits par le mouvement:
Nos déplacements à travers l’environnement causent un mouvement de l’image rétinienne.
Ce mouvement varie en fonction de la distance relative des objets
Indices picturaux: 8 classes
Occlusion
Hauteur relative
Ombrage
Taille relative
Taille familière
Perspective aérienne
Perspective linéaire
Gradient de texture
Occlusion dans les indices picturaux
Un objet sera vu comme
plus près si son image recouvre
partiellement celle d’un autre.
Il s’agit d’un indice non-métrique (ce
qui est plus proche ou plus loin), par
opposition à un indice métrique, qui
permet d’estimer la distance **ne permet pas de mesurer mais de dire ce qui est plus proche
*voir photo p.6
Hauteur relative dans les indices picturaux
Un objet sur le sol
sera perçu comme plus éloigné s’il est
plus haut dans le champ visuel. Si un
objet est suspendu dans les airs (e.g.
un nuage), il sera perçu comme plus
éloigné s’il est plus bas dans le champ
visuel
*voir photo p.6: impression différences de taille (celui a gauche plus grand qu’à droite car nous apparait comme plus eloigne a cause de la hauteur relative)
Ombrage dans les indices picturaux
L’ombrage donne une
information sur le relief et sur la
localisation des objets
*voir photo p.7: fleurs devant, flotte dans les airs
Taille relative dans les indices picturaux
On aura tendance à percevoir un
objet comme plus près si l’image qu’il projette sur la rétine est plus grande voir photo p.7: indice de profondeur pictural
Taille familière dans les indices picturaux
Notre connaissance de la taille habituelle
d’un objet combinée avec la taille de l’image rétinienne nous informe sur la distance nous séparant d’un objet. La taille familière est le seul indice de profondeur capable
d’informer sur la distance métrique absolue.
Notre capacité à l’utiliser manque toutefois de précision
*voir photo p.7
Perspective aérienne dans les indices picturaux
La lumière provenant d’objets éloignés doit traverser
une plus grande distance à travers l’air (qui contient de petites particules de
poussière, d’eau, etc.) que des objets plus proches. L’atmosphère cause une
diffusion de la lumière qui entraîne une atténuation des contrastes et un
bleuissement de l’image avec une augmentation de la distance
*voir photo p.8: lorsque plus pale semble plus éloigné
Perspective linéaire dans les indices picturaux
Des lignes parallèles
dans le monde extérieur convergent l’une vers
l’autre au niveau de leur projection rétinienne à
mesure qu’elles s’éloignent de l’observateur. Le
point de convergence s’appelle le point de
fuite.
*voir photo p.9: lignes objectivement parallele lune a laurre ben dans cham visuel vont converger a mesure qu’elle s’éloigne de vous
Gradient de texture dans les indices picturaux
Les surfaces qui nous
entourent ne sont pas parfaitement uniformes,
elles comportent des contrastes locaux, la
texture. La taille des éléments de texture sur
une surface ainsi que la distance séparant ces
éléments diminuent graduellement avec une
augmentation de la distance
*voir photo p.9: se rapproche en terme de projection rétinienne
Indices produits par le mouvement: 2 classes
- Parallaxe de mouvement
- Dévoilement-recouvrement (‘‘accretion-deletion’’)
Parallaxe de mouvement dans les indices produits par le mouvement
La vitesse et la direction du mouvement de l’image rétinienne causé par notre propre déplacement varie selon la distance des objets
Dans le parallaxe du mouvement, que se passe-t-il lorsque le regard est fixé
Si notre regard est fixé à l’infini (i.e. aucune poursuite oculaire), la vitesse du mouvement de l’image rétinienne est plus grande pour un objet près qu’un objet éloigné. Pour un ou l’autre, la direction apparente du mouvement est en direction opposée à notre propre déplacement *voir photo p.10: plus ca va vite, passage dun train temps 1 (vache déplace, arbre bouge pas donc plus va vite plus on estime proche de nous)
Dans le parallaxe du mouvement, que se passe-t-ils lorsque le regard est fixé sur un point donné de l’environnement
Si notre regard est fixé sur un point donné de l’environnement (c’est le cas le plus courant), les objets plus près que ce point de fixation ont un mouvement apparent en direction opposée à notre propre déplacement. Les objets plus éloignés que ce point de fixation ont un mouvement apparent dans la même direction que notre propre déplacement.
La vitesse de ces mouvements apparents augmente avec la distance séparant un objet du point de fixation oculaire
Voir photo p.11: Regle 1: fixation bouge pas cets tous le reste (entre le pt et le gars), et se deplace dans direction opposé du déplacement du conducteur. Qd au dela, le deplaceemnt dans limage retinienne se fait dans le meme sens que notre propre deplacement (apres point)
Regle 2: plus on est loin du pt fixation oculaire plus plus ca bouge vite (pour objets plus eloigné *juste apres point fixation oculaire ca bouge pas vite mais plus tu vas loin plus ca a lair vite **proche ou loin du pt de fixation oculaire
Dévoilement-recouvrement dans les indices produits par le mvt
Le recouvrement
d’objets situés à des distances différentes est modifié par nos déplacements
dans l’environnement. Un objet dont la surface recouverte change avec
notre déplacement est situé plus loin que l’objet qui le recouvre
*voir photo p.12: si recouvrement ou devoilement dit pas mm distance; carré beige recouvre plus donc distance qui sépare les 2 carrés, crée du dévoilement)
Disparité binoculaire: définition et 5 aspects
Étant donné leurs positions
différentes, nos deux yeux voient le
monde sous des points de vue
différents. Cette différence de point
de vue fait en sorte que les images
projettées par des objets situés à des
distances différentes présenteront
une disparité binoculaire différente. *voir photo p.13
- disparité binoculaire
- Stéréoscopie
- Horoptère
- Disparité binoculaire croisée (‘‘crossed’’)
- Disparité binoculaire homonyme (‘‘uncrossed’’)
- Aire de panum
- Problème de la correspondance
Disparité binoculaire
Différence entre les
yeux au niveau de la projection rétinienne d’un
objet. Cette différence peut être démontrée par
l’observation d’objets situés à des distances
différentes en fermant alternativement l’oeil
droit et gauche.
Stéréoscopie dans la disparité binoculaire
(ou stéréopsie, “stereopsis”):
Impression de profondeur reposant sur la
disparité binoculaire.
La contribution de la stéréoscopie à la perception de la profondeur peut être
démontrée par quoi
Le stéréoscope est un mécanisme
permettant de projetter deux images prises sous des points de vue légèrement
différents de façon séparée à chacun des yeux (i.e. présentation dichoptique).
L’observation dichoptique d’images stéréoscopiques donne lieu à une
impression de profondeur plus riche que celle disponible lors de l’observation
monoculaire
*dicoptique: une image recu par un oaiel et une autre par lautre?
Exemple À visionner avec lunettes rouge/vert. Mettre le filtre rouge devant l’œil gauche.
p.15: mélange soustractif de oculeurs et on voit disparité binoculaire mais en bas pas de disparité binoculaire
Horoptère dans la disparité binoculaire
Cercle imaginaire passant par le point de
convergence binoculaire et par les deux yeux.
Les objets situés à l’horoptère ont des projections rétiniennes homologues (i.e. projections sur des points correspondants de la rétine de chacun des yeux). Ils présentent donc une disparité binoculaire nulle
*voir photo p.16: zéro disparité binoculaire sur l’horoptère donc lie et carole pas a lhorooptere aura disparité binoculaire?
Sauveteur: il regarde frida lhiroptère=ligne pointille qui passe par les deux yeux
les 2 autres enfants sur la ligne=projection homologue sur la rétine
ABF vont correspondr eau mm endroit sur les differentes rétine
Disparité binoculaire croisé
Disparité binoculaire croisée (“crossed”):
Disparité binoculaire produite par des
objets situés entre l’horoptère et
l’observateur. Le degré de disparité croisée
augmente avec une augmentation de la
distance entre un objet et l’horoptère
*voir photo p.17
Disparité binoculaire homonyme
(“uncrossed”): Disparité binoculaire
produite par des objets situés au-delà de
l’horoptère. Le degré de disparité
homonyme augmente avec une
augmentation de la distance entre un objet
et l’horoptère.
*voir photo p.17
Aire panum dans la disparité binoculaire
Étendue de part et
d’autre de l’horoptère correspondant à de
faibles disparités binoculaires qui peuvent
être fusionnées. Pour les disparités
binoculaires plus grandes, il y a diplopie
*on voit des images en double
La capacité de notre système visuel à utiliser l’information de disparité binoculaire
pour la perception de la profondeur (i.e. stéréoscopie) implique quoi
une mise en
correspondance et une comparaison des images reçues par chacun des yeux
Problème de correspondance dans la disparité binoculaire
Comment notre système perceptif arrive-t-il à
apparier les points correspondants d’une scène visuelle malgré leur disparité
binoculaire? Deux hypothèses ont été proposées pour résoudre cette question: voir photo p.18!!!
Il a été possible de décider laquelle de ces hypothèses est correcte par l’utilisation
de stéréogrammes de points aléatoires.
Le stéréogramme de points aléatoires
consiste en quoi
En la présentation dichoptique de
deux surfaces composées de points
aléatoires. Ces deux surfaces sont identiques
sauf pour une portion qui est déplacée
horizontalement. Cette portion de l’image
semble avoir une profondeur différente du
reste lors de l’observation binoculaire.
*voir photo p.19!!!!:décale pour produire disaprité de l’image et la partie tassé on la complète avec des points aléatoires puis on presente une image a un oeil et lautre a une autre donc observe page suivante
Puisque le stéréogramme de points
aléatoires permet la perception
stéréoscopique, on remarque quoi
même s’il ne comporte
aucun objet pouvant être reconnu par
l’observation monoculaire, il est conclu que
l’intégration binoculaire précède la
reconnaissance d’objets et donc qu’elle n’en
dépend pas.
*voir photo p.19
Photo page 20-21: À visionner avec lunettes rouge/vert. Mettre le filtre rouge devant l’œil droit
page 20 vs page 21!!!
explique pas analyse monoculaire avant faite??
apparie puis autre appariement en fait??
inversion du signe de disparite bonoculaire quand change lunettes donc inversé a homonym
Certaines heuristiques semblent contribuer à l’intégration binoculaire:
1- D’abord intégrer l’information de basse fréquence spatiale pour passer aux fréquences plus élevées ensuite.
2- Contrainte d’unicité: Chaque élément de l’image pour un oeil ne peut être apparié qu’à un seul élément de l’image pour l’autre œil.
3- Contrainte de continuité: Les changments
de disparité à travers l’étendue de l’image sont généralement graduels (i.e. solution
préférée)
**+ un biais ie preferes variation continue de profondeur que falaises-grand changement de disparité
Autostéréogramme
Il est possible d’obtenir une impression de profondeur stéréoscopique en faisant converger les yeux à une
distance au-delà de celle de l’image. Ceci entraîne de nouvelles correspondances entre certaines portions de
l’image qui produiront ainsi une disparité binoculaire, d’où l’impression de profondeur
Voir photo p.22 oiseaux
Physiologie et perception de la profondeur
Des neurones ont été retrouvés dans le cortex pariétal du singe qui présentent
une séléctivité à l’inclinaison en profondeur des surfaces qui est signalée par
un gradient de texture.
Ces mêmes neurones présentent en même temps une sélectivité à la disparité
binoculaire. Il semblent donc avoir comme fonction de signaler la profondeur
et utilisent une variété d’indices de profondeur à cette fin.
*voir photo p.23!!!
Stéréoscopie et physiologie: la perception stéréoscopique
L’intégration binoculaire requise pour la perception stéréoscopique doit être
faite au niveau du cortex visuel. Toutes les fibres nerveuses reliant la rétine au
cortex ne répondent qu’à la stimulation de l’un des deux yeux (i.e. champs
récepteurs monoculaires). Dans la séquence de structures nerveuses par
lesquelles transite l’information visuelle, le premier site présentant des champs
récepteurs binoculaires est le cortex visuel primaire
Des expériences électrophysiologiques menées chez le chat et le singe
démontrent quoi en terme de stéréoscopie
l’existence de cellules dans le cortex visuel dont le champ
récepteur binoculaire est sélectif à la disparité rétinienne. Ces cellules
démontrent une préférence pour la stimulation simultanée des deux yeux en
des points présentant une disparité binoculaire spécifique. Le degré de
disparité binoculaire préféré varie d’une cellule à l’autre.
Proportion des neurones de V1 selectif à la disparité binoculaire dans la stéréoscopie
Environ la moitié des neurones de V1 ont une sélectivité à la disparité
binoculaire. Ce pourcentage augmente dans l’aire V2.
Quest ce que la photo p.25 montre en terme de stéréoscopie
Voir page 25 avec notes
On note également des neurones sensibles au signe de quoi et explique
neurones sensibles au signe de disparité binoculaire mais pas
à son amplitude (cellules « near » et « far »)
L’existence de ces champs récepteurs binoculaires sensible au signe de disparité binoculaire est nécessaire à quoi et 2 choses qui l’explique
est nécessaire à la perception
stéréoscopique voir photo p.26!!! et notes
- Ainsi, des chats s’étant développés avec une vision monoculaire
uniquement (un oeil suturé à la naissance ou alternance quotidienne œil droit/gauche)
ne présentent que peu (ou pas) de cellules binoculaires au niveau du cortex visuel et
sont incapables de percevoir la profondeur à partir d’une information de disparité
binoculaire. (+ chien pas l’occasion voir 2 yeux mm temps et a lage adulte pu de cellules boniculaires a travers exp monoculaire dans tt dev, donc incapable percevoir profondeur avec stéréoscopie) - L’observation d’un biais des jugements de disparité chez le singe lors de la
microstimulation de neurones sélectifs à la disparité binoculaire appuie aussi cette
26 hypothèse
(+bebe humain chirurgie pour realigner 2 yeux (strabisme) et si fait avant 6 mois vont avoir stéréoscopie mais si trop tard et depasse temps alors pourra pas ou monoculaire l’ont pas et cinema 3d pareil que normal)
Rivalité binoculaire
Lorsque la différence entre les stimulations reçues par
chaque œil est trop grande, il y a impossibilité de fusion binoculaire, ce qui
entraîne la rivalité binoculaire – suppression de la vision d’un œil, avec
alternance périodique
*voir photo p.27: image recu trop differentes pour pouvoir les fusionner
Intégration des indices de profondeur – Aproche Bayesienne
Les indices de profondeur pris individuellement sont généralement incertains et leur
intégration favorise une perception véridique. On considère que cette intégration se fait
de manière automatique et inconsciente (i.e. inférence inconsciente; Helmholtz). Celle-ci
semble mettre en jeu notre expérience et notre connaissance du monde, qui servent à
établir les probabilités a priori de certaines interprétations
Exemple de l’intégration des indices de profondeur - Approche bayésienne
Ici par exemple, l’interprétation
privilégiée de la scène (a) repose en
majeure partie sur:
1- selon notre expérience, les pièces de
monnaie (de même dénomination) ont
toutes de même dimension.
2- les points de vue accidentels se
produisent rarement
voir p.28
Perception de la taille et de la distance et 1 aspect
La taille de l’image rétinienne d’un objet est fonction à la fois de la taille réelle de
cet objet et de la distance le séparant de l’observateur
- Constance de taille
Voir photo p.29
Ce que représente distance du pouce et 1 degré dans la perception de la taille et de la distance
Le pouce tenu à bout de bras occupe un angle visuel
d’environ 2 deg.
1 deg = longueur de 1 cm vue à une distance
de 57 cm
Constance de taille dans la perception de la taille et de la distance et elle dépend de quoi
La taille perçue demeure invariante malgré des changements de la taille de l’image rétinienne induits par un changement de la distance.
La constance de taille dépend de la capacité de notre système visuel à prendre en
considération la distance de l’objet pour juger de sa taille. Autrement dit, la
constance de taille est dépendante de la perception de la profondeur.
Expérience de Holway & Boring
Deux cercles sont présentés au sujet. Le cercle-test est présenté à une distance variable (10 à 120 pieds, environ 3 à 35 m) mais la taille de l’image qu’il projette sur la rétine demeure constante (1 deg) parce que la taille réelle du cercle-test augmente avec sa distance.
Le cercle de comparaison est présenté à une
distance fixe de 10 pieds (3 m) et sa taille doit être ajustée afin d’être la même que celle du cercle-test. Les résultats indiquent qu’une élimination des indices de profondeur élimine la constance de taille
voir photo p.30 et 31 avec notes!!!!: aire varier distance d’observation et ajuste taille de la projection rétinienne pour occupe tjrs 1 degre angle visuel (taille relle proche petit et loin grand)
Illusions dans la perception de la taille et 2 aspects
Une erreur dans perception de la distance d’un objet (si les indices de profondeur
sont réduits ou erronés) peut donner lieu à une illusion (erreur) dans la perception
de sa taille
- illusions Muller-Lyer et Ponzo
-
Illusions dans la perception de la taille
Illusions Muller-Lyer et Ponzo
Muller: impression ligne verticale plus courte car crée impression de profondeur erronée, pointe crée impression de distance
Ponzo: chemin de fer, au bout ligne horizontale smeble plus longue
*voir photo p.32
Selon Gregory, ces illusions résultent de quoi dans les illusions de la perception de la taille
Selon Gregory, ces illusions résultent d’une application automatique mais erronée
de la constance de taille. Ainsi, la barre du haut de l’illusion Ponzo semble plus
éloignée (donc plus longue) que celle du bas. De la même façon, la ligne verticale
de l’élément de gauche dans l’illustration de l’illusion Muller-Lyer nous semblerait
plus éloignée (donc plus longue) que la ligne verticale de l’élément de droite
L’explication de Gregory dans les illusions de la perception de la taille est-elle accepté
remise en question par le fait que l’illusion de Muller-Lyer demeure même si tous les éléments de la stimulation sont perçus
comme étant à la même distance *voir photo p.33: reposerait sur taille globale du stimulus??
est-ce que l’illusion de Ponzo est vérifé dans tous les cas
Par ailleurs, l’illusion de Ponzo n’est pas vérifiée dans tous les cas. Ici,
l’illusion fonctionne pour les lignes A vs B mais pas (ou pas très bien) pour C
vs D – par contre, elle fonctionne plutôt bien pour C vs E. *voir photo p.33
Pourquoi l’explication des illusions n’est pas encore entièrement résolue
L’explication des ces illusions n’est
encore pas entièrement résolue du fait
qu’aucune théorie ne fait encore
l’unanimité.
*illusion de taille ou autre chose?
**mais mauvaise estimation profondeur peut crée mauvaise estimation taille
Chambre de Ames dans les illusions dans la perception de la taille
Chambre construite afin de donner une information de distance erronée.
Donne lieu à une illusion de taille *voir photo et explication p. 34
