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La stereoscopie: l'art de la vision en relief

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par khaled zrig
Institut Provincial d'Enseignement de Promotion Sociale de Herstal - optique-optometrie 2008
  

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Chapitre 2. La vision binoculaire stéréoscopique :

C'est l'aptitude à utiliser ses deux yeux alternativement ou simultanément de manière à ce que chaque image contribue à la perception finale. Elle est reconnue pour avoir trois degrés: la perception monoculaire simultanée, la fusion et la stéréoscopie.

La vision stéréoscopique est une des fonctions binoculaires. Du fait que le développement de la stéréoscopie nécessite un alignement parfait des yeux et une vision correcte pendant la première année de la vie.

La plupart des enfants déficients visuels n'ont pas de stéréoscopie. On en déduit parfois que ces enfants ne perçoivent pas le monde en trois dimensions, c'est une erreur.

Notre expérience des trois dimensions repose sur un certain nombre de repères visuels, par exemple la taille relative des objets, les ombres, le mouvement apparent lorsque nous nous déplaçons, la façon dont les objets proches masquent partiellement les objets plus éloignés. Certains sujets normaux n'ont pas de vision stéréoscopique mais sont inconscients du fait que leur vision n'est pas parfaite. De même, la plupart des problèmes que rencontrent les enfants et les adultes en ce qui concerne l'appréhension de l'espace ne s'expliquent pas par l'absence de stéréoscopie. Par contre, la perte secondaire de la stéréoscopie entraîne un mauvais contrôle des mouvements de la main pendant des semaines voire des mois, jusqu'à ce que de nouvelles techniques de coordination oeil main soient acquises.

De même, évaluer la vision binoculaire, savoir quel est l'oeil préféré, est souvent difficile. Le plus simple est de cacher un oeil puis l'autre pour savoir de quel oeil l'enfant se sert ou si les deux yeux sont utilisés de façon équivalente de près et de loin.

En pratique : les points de vue

On peut vérifier la supériorité de la vision binoculaire sur la vision monoculaire en suspendant devant nos yeux, un cube de fil de fer. Si on le regarde avec les deux yeux, on perçoit son volume. Si on ferme un oeil, il évoque une surface plate.

La raison en est que, dans la vision monoculaire, la perception du relief et des distances est affaiblie. Essayons, par exemple en fermant un oeil, d'attraper une balle qui répondit sur le sol. Lorsqu'on utilise les deux yeux, le fait de disposer de deux points de vue différents permet d'évaluer les distances. Avec un seul oeil, on a besoin d'autres repères.

2.1 La convergence binoculaire :

C'est la convergence des deux yeux vers l'objet observé qui est principalement à l'origine de la vision stéréoscopique.

Le premier mécanisme plausible serait une perception absolue de la convergence des yeux. Certes il s'agit d'angles très petits pour des organes qui peuvent se mouvoir très rapidement avec une très grande amplitude de mouvement. Cependant il semble que les mouvements relatifs qui font tourner un oeil un peu plus qu'un autre soient produits par un système neuro-moteur distinct de celui qui fait tourner à la fois les deux yeux.

La reconstitution du relief binoculaire passe donc aussi par une appréciation, non pas de la convergence de nos axes oculaires, mais plus précisément des écarts, relatifs à des objets situés à des distances différentes.

Nous savons tous qu'une personne observant des objets proches a tendance à croiser ses yeux. Au-delà d'une dizaine de mètres, l'axe de chaque oeil est quasi parallèle. On voit d'après le schéma qui suit les variations d'angles de convergence :
on constate que plus l'objet observé est proche, plus l'angle de convergence est prononcé (en bleu sur le schéma). Cette information est principalement utilisée par le cerveau pour effectuer l'analyse stéréoscopique. Les convergences de l'oeil sont rendues possibles par les muscles externes, dont le rôle est de faire pivoter l'oeil. Les influx nerveux transmettent la mesure vers le cerveau. Cet angle permet au cerveau de connaître l'ajustement des positions entre les deux images lui étant fournies, car il s'agit de trouver les points communs entre les deux images.
Ensuite la convergence permet à l'oeil de savoir quelle doit être l'accommodation des cristallins. Ceux-ci se « gonflent » plus ou moins grâce au corps ciliaire, et changent la distance focale de l'oeil. Quand un objet est proche, les muscles ciliaires se relâchent, laissant se courber le cristallin. Cette modification de la courbure permet à l'image de s'afficher à l'envers ! Exactement à l'emplacement de la rétine. La convergence binoculaire joue aussi un rôle majeur dans l'acuité visuelle. Evidemment, elle ne suffit pas à elle seule à observer en 3D. Le second facteur est l'écart interpupillaire entre les deux yeux, qui conduit à la disparité binoculaire horizontale.

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