PSY 2055. Psychologie de la perception.
Perception de la profondeur et de la taille.
Frédéric Gosselin
Les niveaux de traitement de Marr (1982; et l’ajout de Palmer, 1999)
• Image rétinienne (Marr) / stimulus proximal (Palmer)
• “Primal sketch” / stade de l’image
– Détection de contours, de blobs, de régions; groupement minimal
• “2.5-D sketch” / stade de la surface
– Surface visible, orientée en profondeur par rapport à l’observateur
• Représentation 3-D / stade de l’objet
– Représentations centrées sur les objets complets
• Stade de la catégorie (Palmer)
– Propriétés, fonctions, etc. de l’objet ou des objets
ld
Lien entre perception de la profondeur et perception de la taille
l = 2 * tan(/ 2) * d
P. ex. : l = 2 * tan(20 deg/ 2) * d = .35 * d
Avec d = 1 m, l = .35 m;avec d = 10 m, l = 3.5 m;et avec d = 100 m, l = 35 m.
tan(/ 2) = (l / 2) / d
Les différents indices de la perception profondeur
• Indices monoculaires :– Accomodation (indice occulomoteur)
– Occlusion, ombres, élévation relative, taille relative, taille d’objets familiers, perspective atmosphérique, perspective linéaire et gradient de texture (indices picturaux)
– Parallaxe, apparition et disparition (indices dynamiques)
• Indices binoculaires– Disparité
– Convergence (indice occulomoteur)
Comment ces indices sont-ils intégrés?
= indices absolus
Disparité
C = disparité croisée
P = disparité nulle
F = disparité décroisée
P’•
P’’•
P’’’•P’’’’
•Horoptère(e.g., cercle de Vieth-Müller)
Différences sur les rétines qui donne lieu à de la stéréopsie:
La disparité se mesure en deg (ou minutes ou secondes) d’angle visuel.
Indice binoculaire et relatif.
Utile à courtes et moyennes Distances (< 30 m)
http://demonstrations.wolfram.com/ViethMullerCirclesVisualDepthPerception8/
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Deg. d’angle visuel d’un objet de 30 cm en fonction de la distance
distance (cm)
Deg
. ang
le v
isue
l
« Infini optique »
Utile à courtes distances (< 2m).
Stéréogramme, I
Expérience ET disparité…
Stéréogramme, I
Expérience ET disparité…
Stéréogramme, II
Est-ce que le calcul de la disparité vient avant ou après la reconnaissance d’objets?
Disparité et reconnaissance d’objets : laquelle vient en premier ? Deux hypothèses
Solution : tester s’il est possible de produire une perception stéréoscopique sans qu’il y ait de reconnaissance monoculaire
Stéréogramme à points aléatoires
(Julesz, 1971)
Fabrication d’un stéréogramme à points aléatoires
Problème de stéréo-correspondance
?Oeil gauche Oeil droit
Monde
Problème de stéréo-correspondance, solution 1
Oeil gauche Oeil droit
Monde
Problème de stéréo-correspondance, solution 2
Oeil gauche Oeil droit
Monde
Problème de stéréo-correspondance, solution 3
Oeil gauche Oeil droit
Monde
Problème de stéréo-correspondance, solution 4
Oeil gauche Oeil droit
Monde
Encore ici le système visuel résoud l’ambiguité via l’utilisation de contraintes (inférences inconscientes). Marr et Poggio (1977): (1) contrainte d’opacité et (2) contrainte de continuité.
La disparité dans le cerveau, I • Des neurones répondent à des grilles de diverses
“disparités” dans V1 (Barlow, Blakemore et Pettigrew, 1967).
La disparité dans le cerveau, II • Des neurones répondent à des disparités partout le long
du système dorsal : p. ex. dans V2 et MT (Cumming et Parker, 1999).
• Expérience de Blake et Hirsch (1975) : les chats “monoculaires” ont peu de neurones sensibles à la disparité et sont pratiquement incapable d’utiliser la disparité pour percevoir la profondeur.
• Expérience de DeAngelis, Cumming et Newsome (1998) : stimuler des populations de neurones sensibles à une certaine disparité dans MT biaise les réponses comportementales du singe.
Cellule ganglion-naire M
Cellule ganglion-naire P
Magno LGN
Parvo LGNV1
V1V2V3
V2
V5 (MT)
Pariétal
V4
IT
Couleur
Forme
Mouvement
Diagramme simplifié des deux systèmes et de leur origine
Système ventral(“what”, temporal)
Système dorsal(“where”, pariétal)
Disparité seulement
Profondeur (disparité + d’autres indices)
Parallaxe
Temps 1
Loin
Fixation
Proche
Perception• Fixation : immobile• Proche : bouge contre l’œil• Loin : bouge avec l’oeil
Temps 2
Utile à courtes et moyennes Distances (< 30 m)
Indice dynamique et relatif.
Image rétinienne quise déplace vers ladroite = Perception de mvt vers la gauche
Accomodation
80% 20% accomodation
Normal
Lentille épaisse = muscles tendus = focus procheLentille mince = muscles relâchés = focus loin
On parle aussi d’indice occulomoteur. C’est un indice absolu.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Deg. d’angle visuel d’un objet de 30 cm en fonction de la distance
distance (cm)
Deg
. ang
le v
isue
l
« Infini optique »
Utile à courtes distances (< 2m).
La convergence oculaireIndice binoculaire, occulomoteur et absolu.
Utile à courtes distances (< 2 m).
tan(/ 2) = (l/ 2) / d
Convergence oculaire () et distance (d)
d = (e / 2) / tan(/ 2)
e d
d = (0,065 m / 2) / tan(1 deg / 2) = ~3.72 m d = (0,065 m / 2) / tan(5 deg / 2) = ~0.37 m
tan(/ 2) = (e/ 2) / d
Distance entre lesyeux = constante
L’effet tapisserie
Auto-stéréogramme
http://www.youtube.com/watch?v=2zzNu1dkPTM
Auto-stéréogramme à points aléatoires
http://www.eyetricks.com/3dstereo28.htm
La Madone de la carnation (Leonardo de Vinci), circa 1480
Occlusion
Indice pictural et relatif.
Utile à toutes distances.
Terminaison modale/amodale (prägnanz)
Scène marine (Claude Monet), 1887
Élévation relative
Plus un objet estprès de l’horizon,plus il paraît loin.
Indice relatif et pictural.
Utile à moyennes et longues distances (> 2 m).
L’illusion de la lune expliquée
Taille relative
Indice relatif et pictural.
Utile à toutes distances.
Blague
Taille d’objets familiers
d1
d2
d = (~1,7 m / 2) / tan(/ 2)
d1 = (~1,7 m / 2) / tan(1 deg/ 2) = ~97,5 md2 = (~1,7 m / 2) / tan(3 deg/ 2) = ~32,5 m
Indice pictural et absolu.
Utile à toutes distances.
Ici, l’objet (corps humain)nous est familier : on a une idée de sa taille réelle.
d = (l / 2) / tan(/ 2)
La chambre de Ames
Ici, aussi d’autres indices de profondeur l’emportent…
La chambre de Ames expliquée
Perspective linéaire
Les lignes parallèles convergent à l’horizon.
Point de fuitecentral
Della pittura,Alberti (1435)
Indice pictural et relatif.
Utile à toutes distances.
Point de fuite diagonal Point de fuite diagonal
Illusion de Muller-LyerExplication Richard Gregory : Il existe une relation liant la taille perçue (Tp) et la distance perçue (Dp) : Tp = K(R*Dp) (où K = une constante et R = taille de l’image sur la rétine). Ici le coin intérieur nous paraît plus éloigné alors que R est le même…(« size-constancy scaling »)
Rue de Paris: un jour de pluie (Gustave Caillebotte)
Gradient de textureIndice pictural et relatif.
Utile à toutes distances.
Perspective atmosphérique
Près de Salt Lake City (Albert Bierstadt)
Indice pitural et relatif.
Utile à longues distances.
Apparition et disparition
Indice dynamique relatif.
Utile à courtes et moyennes distances (< 30 m).
Ombre (shading)
Ombre (à l’envers)
Indice pictural et relatif.
Utile à courtes et moyennes distances (< 30 m).
Mais…
Ombre projetée
Indice relatif et pictural.
Utile à courtes et moyennes distances (< 30 m).
Patrick Hughes
Perspective, ombres, etc. contre parallaxe.