PARTIE I : REPRESENTATION VISUELLE

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1 PARTIE I : REPRESENTATION VISUELLE CHAPITRE 1 : L ŒIL, DU REEL AU MODELE I. VISION ET CONDITION DE VISIBILITE D UN OBJET 1. Conceptions historiques de la vision Conception de la vision pendant l Antiquité : OEIL Feu visuel Grâce à la lumière, une émanation de l œil que Ptolémée (90 à 168 ap JC) nomme le «feu visuel» se propage jusqu aux objets pour en éprouver la forme et la couleur. Conception de la vision au Moyen Age : OEIL Rayons lumineux Au Xème siècle, Alhazen, savant perse, postule une propagation des rayons lumineux depuis les objets. Dans l œil, la lumière reçue est transmise de façon rectiligne. Pour lui, l image se forme à l endroit sur le nerf optique, au fond de l œil. Conception de la vision au 16 ème -17 éme siècle : L astronome Johannes Kepler ( ) établit un parallèle entre l œil et la chambre obscure. Les rayons lumineux pénètrent par un petit orifice ( analogue à la pupille), puis se projettent sous la forme d une image inversée sur l écran (analogue à la rétine). René Descartes ( ) fait un lien entre les signaux lumineux de l objet et les replis internes du cerveau.

2 Conception de la vision au 19 ème -20 ème siècle : Au 19 ème siècle, la description de pathologies suite à des atteintes cérébrales a permis de faire un lien entre certaines zones du cerveau et la vision. Avec l avènement des méthodes d imagerie (scanner, IRM ) on a pu commencer à comprendre l aspect cérébral de la vision. En 1981, David Hubel et Torsten Wesel obtiennent le prix Nobel pour leurs découvertes concernant le traitement de l information dans le système visuel BILAN : L œil reçoit les rayons lumineux transmis par les objets. Leur image se forme à l envers sur la rétine et les aires visuelles du cerveau analysent et traitent les informations de l image transportées par les nerfs optiques. 2. Conditions de visibilité d un objet Lampe Oeil Objet Une source primaire de lumière (soleil, lampe ) produit sa propre lumière Une source secondaire de lumière diffuse la lumière émise par une source primaire Diffusion : renvoi dans toutes les directions de la lumière qui frappe la surface d un corps BILAN : Pour être vu, un objet doit émettre de la lumière en la produisant ou la diffusant. Il envoit des rayons lumineux qui se propagent en ligne droite. Ils seront reçus par l œil et interprétés par le cerveau. Tout objet qui n émet pas directement de lumière mais la diffuse est appelé source secondaire de lumière.

3 Autoévaluation 1 : - Pour être vu, un objet doit être éclairé - Un objet ne peut être vu que s il créée de la lumière - Les neurones interviennent dans la vision - La rétine est insensible à la lumière II. DE L ŒIL REEL A L ŒIL REDUIT 1. Anatomie de l oeil BILAN : L œil est l organe des sens sensible aux stimulations lumineuses. Chez les vertébrés, il est constitué de plusieurs enveloppes concentriques entourant un milieu transparent. La lumière rentre dans l œil par la cornée, puis la pupille, traverse le cristallin et l humeur vitrée puis vient stimuler la rétine. Certains constituants s adaptent aux conditions d observation : - L iris peut se modifier pour agrandir la pupille et laisser entrer plus de lumière - Le cristallin peut se bomber grâce aux muscles ciliaires pour former sur la rétine l image d un objet proche ou éloigné. C est le phénomène d accomodation. - La rétine est en continuité avec le nerf optique.

4 2. Le modèle de l œil réduit L œil est un ensemble complexe que l on modélise par un système optique appelé «œil réduit». Cristallin Diaphragme Lentille convergente Ecran rétine Rétine O Axe optique Iris d d - La pupille, ouverture centrale de l iris limite la quantité de lumière pénétrant dans l œil - L iris, partie colorée, adapte la taille de la pupille à l éclairement : il est modélisé par un diaphragme dont l ouverture représente la pupille - La rétine sur laquelle se forme l image de l objet observé est modélisée par un écran (dit écran-rétine) - La dimension de l œil étant constante (la distance entre le centre optique O du cristallin et la rétine est d environ 17 mm), la distance d entre la lentille et l écran-rétine est fixe. - L ensemble des milieux transparents (cornée, humeur aqueuse, cristallin, humeur vitrée) s apparente à une lentille mince convergente L de distance focale f. - Cette distance focale f quant à elle peut être modifiée grâce à la capacité du cristallin de s allonger ou se bomber sous l action des muscles ciliaires. BILAN : L œil s apparente à un système optique ( un diaphragme, une lentille convergente et un écran) appelé œil réduit. Les rayons lumineux traversent les différents milieux transparents de l œil. Ils sont réfractés par la cornée et le cristallin pour converger sur la rétine ( écran ) afin de former une image réduite nette et inversée. La distance focale f de l œil peut être modifiée par changement de forme du cristallin afin de voir net des objets proches ou lointains (on parle d accomodation). Auto-évaluation 2 : - L iris est modélisée par un écran - L œil est une structure vide - L œil comporte plusieurs enveloppes concentriques - L œil possède un ensemble de milieux transparents qui s apparentent à une lentille divergente - La cornée et le cristallin dévient les rayons lumineux provenant des objets

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