la perception de la profondeur est la capacité visuelle de percevoir le monde en trois dimensions (3D) et la distance d’un objet. La sensation de profondeur est le terme correspondant pour les animaux, car bien qu’il soit connu que les animaux peuvent sentir la distance d’un objet (en raison de leur capacité à se déplacer avec précision ou à répondre de manière cohérente, en fonction de cette distance), on ne sait pas s’ils la « perçoivent » de la même manière subjective que les humains.
, Ceux-ci sont généralement classés en signaux binoculaires qui sont basés sur la réception d’informations sensorielles en trois dimensions des yeux et des signaux Monoculaires qui peuvent être représentés en seulement deux dimensions et observés avec un seul œil. Les signaux binoculaires comprennent la stéréopsie, la convergence des yeux, la disparité et la profondeur de production de la vision binoculaire grâce à l’exploitation de la parallaxe. Les signaux Monoculaires incluent la taille: les objets distants sous-tendent des angles visuels plus petits que les objets proches, le grain, la taille et la parallaxe de mouvement.,
repères Monoculaires
parallaxe de mouvement
Lorsqu’un observateur se déplace, le mouvement relatif apparent de plusieurs objets stationnaires sur un fond donne des indications sur leur distance relative. Si des informations sur la direction et la vitesse du mouvement sont connues, la parallaxe de mouvement peut fournir des informations de profondeur absolue. Cet effet peut être vu clairement lors de la conduite dans une voiture. Les choses à proximité passent rapidement, tandis que les objets éloignés semblent stationnaires., Certains animaux qui n’ont pas de vision binoculaire parce que leurs yeux ont peu de champ de vision commun utilisent la parallaxe de mouvement plus explicitement que les humains pour le repérage en profondeur (par exemple, certains types d’oiseaux, qui bobent leur tête pour atteindre la parallaxe de mouvement, et les écureuils, qui se déplacent en lignes orthogonales à un objet d’intérêt pour faire de même
profondeur du mouvement
Lorsqu’un objet se déplace vers l’observateur, la projection rétinienne d’un objet se développe sur une période de temps, ce qui conduit à la perception d’un mouvement en ligne vers l’observateur., Un autre nom pour ce phénomène est la profondeur de l’expansion optique. La dynamique de relance de modification permet à l’observateur non seulement pour voir l’objet en mouvement, mais de percevoir la distance de l’objet en mouvement. Ainsi, dans ce contexte, la taille changeante Sert de repère de distance. Un phénomène connexe est la capacité du système visuel à calculer le temps de contact (TTC) d’un objet approchant à partir du taux d’expansion optique-une capacité utile dans des contextes allant de la conduite d’une voiture à un jeu de balle. Cependant, le calcul de TTC est, à proprement parler, la perception de la vitesse plutôt que de la profondeur.,
effet de profondeur cinétique
Si une figure fixe rigide (par exemple, un cube métallique) est placée devant une source ponctuelle de lumière de sorte que son ombre tombe sur un écran translucide, un observateur de l’autre côté de l’écran verra un motif bidimensionnel de lignes. Mais si le cube tourne, le système visuel extraira les informations nécessaires à la perception de la troisième dimension des mouvements des lignes, et un cube est vu. Ceci est un exemple de l’effet de profondeur cinétique., L’effet se produit également lorsque l’objet en rotation est solide (plutôt qu’une figure de contour), à condition que l’ombre projetée se compose de lignes qui ont des Coins ou des points d’extrémité définis, et que ces lignes changent à la fois de longueur et d’orientation pendant la rotation.
Perspectivela propriété de lignes parallèles convergeant dans la distance, à l’infini, nous permet de reconstruire la distance relative de deux parties d’un objet, ou de caractéristiques du paysage. Un exemple serait debout sur une route droite, regardant en bas de la route et remarquant que la route se rétrécit au loin.,
Taille Relative
Si deux objets sont connus pour avoir la même taille (par exemple, deux arbres) mais que leur taille absolue est inconnue, les indices de taille relative peuvent fournir des informations sur la profondeur relative des deux objets. Si l’un sous-tend un angle visuel plus grand sur la rétine que l’autre, l’objet qui sous-tend l’angle visuel plus grand apparaît plus proche.
Taille familière
étant donné que l’angle visuel d’un objet projeté sur la rétine diminue avec la distance, cette information peut être combinée avec une connaissance préalable de la taille de l’objet pour déterminer la profondeur absolue de l’objet., Par exemple, les gens connaissent généralement la taille d’une automobile moyenne. Cette connaissance préalable peut être combinée avec des informations sur l’angle qu’elle sous-tend sur la rétine pour déterminer la profondeur absolue d’une automobile dans une scène.,
Taille absolue
même si la taille réelle de l’objet est inconnue et qu’il n’y a qu’un seul objet visible, un objet plus petit semble plus éloigné qu’un grand objet présenté au même endroit
perspective aérienne
En Raison de la diffusion de la lumière par l’atmosphère, les objets situés à une grande distance ont un contraste de luminance plus faible et une saturation des couleurs plus faible. Pour cette raison, les images semblent floues plus elles sont éloignées du point de vue d’une personne. En infographie, cela est souvent appelé « brouillard de distance ». Le premier plan a un contraste élevé; l’arrière-plan a un contraste faible., Les objets ne différant que par leur contraste avec un arrière-plan semblent être à des profondeurs différentes. La couleur des objets éloignés est également décalée vers l’extrémité bleue du spectre (par exemple, les montagnes lointaines). Certains peintres, notamment Cézanne, utilisent des pigments » chauds « (rouge, jaune et orange) pour faire avancer les traits vers le spectateur, et des pigments » froids » (bleu, violet et bleu-vert) pour indiquer la partie d’une forme qui s’éloigne du plan de l’image.
Accommodation
Il s’agit d’un repère oculomoteur pour la perception de la profondeur., Lorsque nous essayons de nous concentrer sur des objets lointains, les muscles ciliaires étirent la lentille de l’œil, la rendant plus mince et modifiant ainsi la distance focale. Les sensations kinesthésiques des muscles ciliaires contracteurs et relaxants (muscles intraoculaires) sont envoyées au cortex visuel où elles sont utilisées pour interpréter la distance/profondeur. L’hébergement n’est efficace que pour les distances inférieures à 2 mètres.
Occultation
L’Occultation (également appelée interposition) se produit lorsque des surfaces proches chevauchent des surfaces éloignées. Si un objet bloque partiellement la vue d’un autre objet, les humains le perçoivent comme plus proche., Cependant, cette information ne permet qu’à l’observateur de créer un « classement » de proximité relative. La présence d’occlusions ambiantes Monoculaires se compose de la texture et de la géométrie de l’objet. Ces phénomènes sont capables de réduire la latence de perception de la profondeur à la fois dans les stimuli naturels et artificiels.
perspective curviligne
aux extrémités extérieures du champ visuel, les lignes parallèles deviennent courbes, comme sur une photo prise à travers un objectif fisheye., Cet effet, bien qu’il soit généralement éliminé de l’art et des photos par le recadrage ou le cadrage d’une image, améliore considérablement le sentiment du spectateur d’être positionné dans un espace réel en trois dimensions. (La perspective classique n’a aucune utilité pour cette soi-disant » distorsion », bien qu’en fait les » distorsions » obéissent strictement aux lois optiques et fournissent des informations visuelles parfaitement valides, tout comme la perspective classique le fait pour la partie du champ de vision qui relève de son cadre.,)
gradient de Texture
Les détails fins sur les objets proches peuvent être vus clairement, alors que de tels détails ne sont pas visibles sur les objets lointains. Les dégradés de Texture sont des grains d’un élément. Par exemple, sur une longue route de gravier, le gravier près de l’observateur peut être clairement vu de forme, de taille et de couleur. Au loin, la texture de la route ne peut pas être clairement différenciée.,
Eclairage et ombrage
la façon dont la lumière tombe sur un objet et se reflète sur ses surfaces, et les ombres projetées par les objets fournissent un signal efficace au cerveau pour déterminer la forme des objets et leur position dans l’espace.
defocus blur
le flou d’image sélectif est très couramment utilisé en photographie et en vidéo pour établir l’impression de profondeur. Cela peut agir comme un signal monoculaire même lorsque tous les autres signaux sont supprimés. Il peut contribuer à la perception de la profondeur dans les images rétiniennes naturelles parce que la profondeur de mise au point de l’œil humain est limitée., De plus, il existe plusieurs algorithmes d’estimation de profondeur basés sur le défocus et le flou. Certaines araignées sauteuses sont connues pour utiliser le défocus de l’image pour juger de la profondeur.
Elevationquand un objet est visible par rapport à l’horizon, nous avons tendance à percevoir les objets qui sont plus proches de l’horizon comme étant plus éloignés de nous et les objets qui sont plus éloignés de l’horizon comme étant plus proches de nous. En outre, si un objet se déplace d’une position proche de l’horizon à une position supérieure ou inférieure de l’horizon, il semble se rapprocher de l’observateur.,
repères binoculaires
Stereopsis, ou disparité rétinienne (binoculaire), ou parallaxe binoculaire
Les animaux qui ont leurs yeux placés frontalement peuvent également utiliser les informations dérivées de la projection différente des objets sur chaque rétine pour juger de la profondeur. En utilisant deux images de la même scène obtenues sous des angles légèrement différents, il est possible de trianguler la distance à un objet avec un haut degré de précision. Chaque œil voit un angle légèrement différent d’un objet vu par les yeux gauche et droit. Cela se produit en raison de la parallaxe de séparation horizontale des yeux., Si un objet est loin, la disparité de cette image tombant sur les deux rétines sera faible. Si l’objet est proche ou proche, la disparité sera grande. C’est la stéréopsie qui incite les gens à penser qu’ils perçoivent la profondeur lorsqu’ils regardent des yeux magiques, des Autostéréogrammes, des films en 3D et des photos stéréoscopiques.
Convergence
Il s’agit d’un repère oculomoteur binoculaire pour la perception de la distance / profondeur. En raison de la stéréopsie, les deux globes oculaires se concentrent sur le même objet. En faisant ainsi, ils convergent. La convergence va étirer les muscles extraoculaires., Comme cela se produit avec le repère d’accommodation monoculaire, les sensations kinesthésiques de ces muscles extraoculaires aident également à la perception en profondeur/distance. L’angle de convergence est plus petit lorsque l’œil se fixe sur des objets éloignés. La Convergence est efficace pour les distances inférieures à 10 mètres.
Shadow Stereopsis
Antonio Medina Puerta a démontré que les images rétiniennes sans disparité de parallaxe mais avec des ombres différentes sont fusionnées stéréoscopiquement, conférant une perception de la profondeur à la scène imagée. Il a nommé le phénomène « Shadow stereopsis »., Les ombres sont donc un repère stéréoscopique important pour la perception de la profondeur.
troubles affectant la perception de la profondeur
Les affections oculaires telles que l’amblyopie, l’hypoplasie du nerf optique et le strabisme peuvent réduire la perception de la profondeur.
étant donné que (par définition), la perception de la profondeur binoculaire nécessite deux yeux fonctionnels, une personne avec un seul œil fonctionnel n’a pas de perception de la profondeur binoculaire.,
la perception de la profondeur doit être apprise à l’aide d’une inférence inconsciente, ce qui est beaucoup moins susceptible de se produire après quelques années
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