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La vision est la perception des rayonnements lumineux comprenant l'ensemble des mécanismes physiologiques et psychologiques par lesquels ces rayonnements déterminent des impressions sensorielles de nature variée, comme les couleurs, les formes, le mouvement, la distance et le relief.

L'œil est l'organe de la vue mais la vision, c'est-à-dire la perception visuelle, nécessite l'intervention de zones spécialisées du cerveau (le cortex visuel) qui analysent et synthétisent les informations collectées en termes de forme, de couleur, de texture, de relief, etc.

Par extension, on appelle vision le domaine des sciences permettant de déduire la position de points en trois dimensions à partir d'une ou de plusieurs caméras. La vision, qui repose sur la théorie de la géométrie projective, permet notamment à un robot de se déplacer de manière autonome dans le monde réel.

Le système visuel

Le flux d'information en provenance de l'extérieur détecté par la rétine de l'œil n'est pas le seul facteur rentrant en compte dans le mécanisme de la vision. Les illusions d'optique en sont la preuve la plus élémentaire : elles montrent que la façon dont le système visuel, et en particulier le cortex visuel du cerveau, traite cette information est aussi importante dans la construction de l'image perçue, consciemment ou non.

La vision n'est ni instantanée ni fluide, mais elle se fait de manière ponctuelle et rapide (de l'ordre du 1/40 de seconde). Le train d'informations visuelles passe depuis la rétine par les nerfs optiques pour être acheminé vers les aires corticales de la vision à l'arrière du cerveau. La façon dont le cerveau traite ces informations fait l'objet de nombreuses études en neurosciences cognitives, notamment depuis les travaux des Prix Nobel Hubel et Wiesel.

Au sein du système visuel, il a été décrit de nombreuses voies qui forment une architecture complexe chargé de traiter les informations de forme, le mouvement, l'identification des objets, la reconnaissance des visages, etc. Ainsi, par exemple, la sensation de relief n'est perçue qu'au travers de la vision combinée des deux yeux, traitée pour cela par le cerveau qui reconstitue le relief à partir de deux images légèrement décalées. Ce phénomène est exploité par la technique de la stéréoscopie.

Pour l'homme, ainsi que pour de nombreux animaux, les mécanismes de la vision diffèrent en fonction de l'intensité lumineuse ; ainsi, il est d'usage de distinguer la vision diurne, ou vision photopique, de la vision nocturne, ou vision scotopique, pour la finesse de cette vision diurne, on utilise le terme d'acuité visuelle.

Vision photopique

Chez l'homme, la vision photopique ou maculaire (Macula) s'effectue grâce aux cônes de la rétine, répartis en cônes sensibles au rouge (en fait plus au jaune), cônes sensibles au vert, et cônes sensibles au bleu. Le spectre visible, variable suivant les individus, comprend généralement les rayonnements dont la longueur d'onde est comprise entre 380 nm (limite de l'ultra-violet) et 780 nm (limite de l'infra-rouge) ; la sensibilité maximale correspond à un rayonnement de 555 nm (vert-jaune). La proportion de cônes décroît au fur et à mesure qu'on s'éloigne du centre de la vision, ce qui fait qu'on distingue de moins en moins les couleurs.

Courbes d'absorbance des cônes et des bâtonnets.

Vision scotopique

La vision scotopique ou périphérique, s'effectue principalement grâce aux bâtonnets de la rétine, beaucoup plus sensibles que les cônes ; ils ne permettent pas, à eux seuls, de distinguer les couleurs, et leur sensibilité maximale correspond à un rayonnement d'environ 510 nm (vert). C'est une vision adapté à la pénombre, contrairement à la vision maculaire nécessitant une intensité lumineuse intense. Il y a peu de bâtonnets au centre de la vision (il n'y en a même quasiment pas au niveau de la fovéa), ce qui fait que si l'on regarde directement un objet peu lumineux de nuit, il se peut qu'on ne le voit pas alors qu'on peut le voir si l'on regarde un peu à côté.

Vision des couleurs

La perception des couleurs est le résultat d'une combinaison de calculs de luminosité réalisés par les différents cônes sensibles à des longueurs d'onde spécifiques du spectre lumineux (les principales couleurs perçues par les cônes sont représentées par un petit carré coloré) :

• Les cônes rouges sont sensibles au ■ rouge, ■ orange et ■ jaune, un peu moins au vert, et un peu au ■ violet, mais pas au bleu
• Les cônes verts sont moins sensibles au rouge et au ■ jaune, mais plus au ■ vert. Ils sont aussi un peu sensibles au ■ bleu ciel
• Les cônes bleus sont sensibles au ■ bleu ciel, au ■ bleu et au ■ violet

L'information transmise par les différents cônes est intégrée à différents niveaux des voies visuelles depuis les mécanismes rétiniens d'opposition de couleur jusqu'au cortex visuel, en particulier l'aire V4.

Persistance rétinienne et illusion de mouvement

On a longtemps cru que le cinéma se servait simplement de la persistance rétinienne pour donner l'illusion du mouvement. En réalité le mouvement observé sur un écran semble essentiellement être une création du cerveau. On distingue trois phénomènes dans cette illusion :

• Effet de continuité créé par la succession rapide des images (24 images/secondes pour le cinéma). Mais le mouvement n'a l'air tout à fait fluide que vers 50 images/secondes. Par exemple, quand au cinéma il y a un panorama assez rapide, on peut percevoir que le mouvement est saccadé, ce qui reflète la succession des images. Cela est aussi dû au fait que l'obturateur s'ouvre et se ferme 48 fois par seconde, ce qui signifie que chaque image est présentée deux fois, cela pour éviter le clignotement ou scintillement.

• Disparition du scintillement. On obtient cet effet en vision centrale vers 50 images/seconde. C'est le cas, par exemple, de la télévision à tube cathodique et à affichage entrelacé (2x25 ou 2x30 images/seconde). Mais si l'on regarde en vision périphérique (il suffit de regarder à côté de l'écran tout en portant son attention sur celui-ci), il y a encore un scintillement. C'est seulement vers 75 Hz qu'il disparaît et à 85 Hz l'image est totalement stable. Il est recommandé de régler le taux de rafraîchissement d'un écran à tube cathodique à ces fréquences pour éviter la fatigue des yeux (et de la tête). Le problème du scintillement ne se pose pas avec les écrans LCD.

• Effet phi qui a lieu même avec une succession peu rapide d'images (10 images/seconde). Si l'on dessine une animation sur un carnet et qu'on feuillette les pages, on peut obtenir une illusion de mouvement. Par exemple, les dessins animés ont parfois peu d'images/seconde.

Liens internes

Le Wiktionnaire possède une entrée pour « vision ».

• Vue
• Vision industrielle
• Optronique
• Flux lumineux
• Illusion d'optique
• Hallucination
• Dispositif rétro-réfléchissant (Cf. sécurité routière)
• lunettes de vue

Liens externes

• Troubles de la vision, la chirurgie refractive
• Neurosciences et philosophie: le cas de la vision. Pierre Jacob (2005), in E. Pacherie & J. Proust (dir.) La Philosophie cognitive, Paris: Ophrys.
• tableau d'acuité visuelle de 1/10e à 16/10e pour écran, échelle Monoyer (1 à 12/10e) à imprimer

Voir aussi

Vision de l'insecte