Illusion d'un mouvement continu, le cinématographe

[invitebfeab61d]

Bonjour,

Je viens d'étudier un cours d'optique de niveau 4e sur internet, ce qui me permet d'avoir une illustration animée. J'ai appris que la projection d'un film sur un écran correspond à la présentation d'images fixes mais différentes, changées très rapidement, la fréquence est de 24 images seconde, ce qui donne l'impression de mouvement.

Mais je constate qu'en variant le nombre des images par seconde, je ne vois pas l'avancement des images de la même façon.

De 0 à 9 images seconde, les images semblent défiler de gauche à droite (nette décomposition des images)
De 10 à 13 images seconde, la décomposition est de moins en moins nette mais les images semblent aller à reculons c'est à dire de droite à gauche.
De 14 à 24 images la perception du mouvement est de plus en plus nette et les images ont repris un sens logique d'avancement de gauche à droite.

(C'est aussi vrai quand on regarde une roue à rayons tourner, on à l'impression qu'elle tourne à l'envers)

pourquoi ?

Est-ce une illusion d'optique ?
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[curieuxdenature]

Bonjour Eureka,

c'est bien une impression, on appelle ça la persistance rétinienne.
C'est aussi physiologique que l'immense majorité des gens savent entendre les sons de 30 Hz à 15000 Hz.
En dessous de 24 images par secondes notre oeil a l'impression de mouvements saccadés.
C'est valable pour le choix de la fréquence du secteur EDF, pour le nombre d'images/seconde de la télé etc...

Pour améliorer le confort visuel, on monte même à 100 Hz dans les écrans d'ordinateurs ou de TV. Cela élimine en partie la désagréable sensation de scintillement quand on les regarde du coin de l'oeil.


Si tu aimes les expériences marrantes, agite rapidement la main devant un écran de TV et de PC tu verras la difference.

[monnoliv]

(C'est aussi vrai quand on regarde une roue à rayons tourner, on à l'impression qu'elle tourne à l'envers)

Ca c'est ce qu'on appelle l'aliasing. En plein jour tu ne verras jamais le phénomène puisque la lumière du soleil est continue. Par contre la nuit, à la lumière artificielle qui "vibre" à 100Hz, tu fais 100 photos par seconde de la roue qui tourne. Donc selon la vitesse de celle-ci tu verras les rayons à différents endroits et il suffit que le temps entre deux photos soit légèrement supérieur à la distance parcourue par un rayon entre deux photos pour voir la roue tourner à l'envers. Idem pour la télévision, cinéma, rideaux, ...
A+

[invitebfeab61d]

OK pour la décomposition des images, mais ce que j'ai du mal à comprendre, c'est cette impression de recul. L'image représente un cheval au galop, il est donc censé avancer. Monnoliv parle de l'aliasing, un phénomène que l'on observe à la lumière artificielle. Est-ce le fait que l'image observée le soit sur un ordinateur ? parce que en ce moment il fait jour !
Et pourquoi cette illusion se décompose-t-elle, pour moi, en 3 phases ?
de 0 à 9 images avance
de 10 à 13 recule
de 14 à 24 avance

Que le mouvement soit de plus en plus net je le comprend bien mais pourquoi l'illusion d'un changement de sens ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite687e0d2b]

il y a une autre petite expérience que j'ai faite: essayez de visioner l'écran de l'ordinateur avec une caméra de préférence de basse qualitée (sur votre portable par exemple) et vous verrez l'image de l'écran décomposée en bande noire et en bande lumineuse qui défilent.
je pense avoir une explication pour ce phénomène.

[invite687e0d2b]

je remarque aussi que les bandes sont horizontales si vous tenez le portable verticalement, verticales si vous le tenez horizontalements donc ells dépendent de la position du portable et non de celle de l'écran.

[invite8c514936]

Salut EUREKA,

L'illusion de "retour en arrière" n'a rien à voir avec la persistance rétinienne évoquée plus haut. C'est un effet de "stroboscope", que je vais essayer d'expliquer ici. Imagine que ta roue fait 1 tour par seconde, pour simplifier, et imagine que tu la filmes avec une caméra qui prend 10 images par seconde.

La première image prendra la roue à sa position initiale, la seconde 1/10 de tour de roue plus tard, la seconde 2/10 de tour, etc... Si tu projettes le film tu verras la roue tourner normalement.

Imagine que maintenant tu filmes avec une caméra plus lente, qui prend 5 images par secondes. La première image prend la position initiale, la seconde la roue quand elle a fait 5/10èmes de tour (un demi-tour), la troisième 10/10èmes de tour (un tour), etc... En projetant le film tu verras la roue tourner plus vite.

Imagine maintenant que tu filmes avec une caméra encore plus lente, qui prend 1 image tous les 0,9 seconde. Dans ce cas la deuxième image prend la roue quand elle a fait 9/10 ème de tour, la troisième 18/10ème, etc... Or, 9/10ème de tour, c'est pareil, visuellement, que 1/10ème de tour à l'envers !!Les images montreront donc une roue qui occupe des positions successives de 1/10, 2/10 3/10 de tours à l'envers (même si entre les deux prises de vue la roue a tourné à l'endroit de 9/10, 18/10, 27/10, etc...).

Bon, j'arrête là au cas où déjà là ce serait confus...

[invite687e0d2b]

quelqu'un pourrait-il m'xpliquer pourquoi les bandes noires apparaissnet-elles?

[invite687e0d2b]

quelqu'un pourrait-il m'expliquer les raisons du phénomène que j'ai cité
merci

[invite8c514936]

Tu dois avoir un écran cathodique, dans lequel l'image est créée par un balayage horizontal. Du coup quand tu filmes avec une caméra plus lente, chaque image est constituée d'une bande horizontale (par rapport à l'écran). Si tu recommences ton expérience avec un écran non cathodique, l'effet disparaitra.

[invite687e0d2b]

oui j'ai pensé à çà mais j'ai dis plus haut que les bandes n'étaient pas tout le temps horizontales par rapport à l'écran mais qu'elles l'étaient par rapport à l'écran de la caméra.
je crois qu'on peut en conclure que l'effet que tu cites ne peut pas être vrai.

[invite8c514936]

C'est vrai que mon "explication" n'explique pas vraiment les bandes noires non plus, si on y réfléchit un peu...

[monnoliv]

Monnoliv parle de l'aliasing, un phénomène que l'on observe à la lumière artificielle. Est-ce le fait que l'image observée le soit sur un ordinateur ? parce que en ce moment il fait jour !

C'est la même chose, il faut comparer le nombre d'image par seconde de ton petit film envoyé à l'affichage et le taux de rafraichissement réel de l'affichage. Attention, il ne doit sans doute pas s'agir du taux de raffraichissement de ton écran (qui est sûrement de l'ordre de 70Hz pour les moniteurs) mais bien du FPS (Frame Per Second), une capacité d'affichage liée à la puissance de l'ordinateur en entier (processeur + carte graphique + disque dur). Je ne vois que cette explication

C'est vrai que mon "explication" n'explique pas vraiment les bandes noires non plus, si on y réfléchit un peu...

Je crois ton explication reste bonne si on considère non pas le balayage du portable mais celui de la CCD de la caméra!

[invitebfeab61d]

Merci Deep pour ton explication qui est très claire, j'ai très bien compris le pourquoi de cette illusion de "retour arrière" en relation avec le nombre d'images pris par seconde et c'est aussi la persistence des impressions lumineuses qui donne cette impression de mouvement car c'est le principe du stroboscope. Je pense aussi que le décalage en 3 phases que j'observe sur mon ordinateur est un problème lié au rafraîchissement de mon écran comme le dit Monnoliv.

Rien ne vaut les bonnes expériences sur le terrain !

Merci à vous.

[invite0bbfd30c]

(C'est aussi vrai quand on regarde une roue à rayons tourner, on à l'impression qu'elle tourne à l'envers)

Ca c'est ce qu'on appelle l'aliasing. En plein jour tu ne verras jamais le phénomène puisque la lumière du soleil est continue.

Ce n'est pas tout à fait vrai : il existe une illusion optique de ce type en lumière continue... c'est assez peu connu. Voir :

http://en.wikipedia.org/wiki/Reverse_rotation_effect
http://www.pnas.org/cgi/reprint/93/8/3693 (pdf disponible à droite)
http://nba.uth.tmc.edu/homepage/eagl...VisRes2004.pdf

[monnoliv]

Ce n'est pas tout à fait vrai : il existe une illusion optique de ce type en lumière continue... c'est assez peu connu. Voir :

http://en.wikipedia.org/wiki/Reverse_rotation_effect

C'est étonnant. Il s'agit apparemment d'un phénomène d'adaptation du système visuel humain. Explications du phénomène encore controversées. Wait and see...