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.