Representation Visuelle

Thème 1 : Représentation visuelle Chapitre 1 : L’œil : un système optique Physique L’œil est le récepteur sensoriel qui permet la perception visuelle. pour comprendre le mécanisme de la Vlsion, on étudie la structure particulière de l’œil : il est composé de membranes et de liquides. On peut le modéliser par un système optique avec : un diaphragme une lentille convergente un écran l. Approche historiqu A. Les anciennes thé pour les philosophes or 12 Sni* to View ité d’un objet : Pythagore, la vision est possible car l’œil envoie des rayons lumineux vers les objets.

OR pour les atomistes, ce sont les corps qui émettent en continu des particules appelées simulacres. Ce n’est qu’au Xe siècle, en Perse, que des philosophes commencent à penser que ce sont les objets qui envoient des rayons lumineux vers l’œil. B. Les conditions pour voir un objet • Un objet lumineux est un objet visible par ‘œil Il peut être source primaire de lumière (le Soleil ou les étoiles) ou source secondaire (source qui renvoie les rayons lumineux reçus des sources primaires). L’objet lumineux est vu seulement si la lumière qu’il émet est directement visible par l’œil.

Les rayons lumineux se propagent de façon droite dans un milieu homogène et transparent. continuité avec une zone transparente et bombée en avant de l’œil, la cornée. (tissu fibreux) La rétine, qui tapisse le fond de l’œil. Elle est composée de nombreux photorécepteurs car c’est elle qui reçoit les rayons lumineux. Elle se prolonge par le nerf optique en arrière du globe oculaire. (tissu nerveux) La choroide, comprise entre les deux premières tuniques, noire et riche en vaisseaux sanguins. (Tissu vasculaire) L’intérieur de l’œil est composé de milieux transparents :

Le cristallin est une lentille biconvexe dont la courbure variable permet de focaliser la lumière. L ‘humeur aqueuse située entre le cristallin et la cornée est continuellement renouvelée et permet le maintien de la pression oculaire. L’humeur vitrée, située entre la rétine et le cristallin est une substance gélatineuse principalement composée d’eau et donne sa forme sphérique à l’œil. L ‘iris est la partie colorée de l’œil n Elle est située entre la cornée et le cristallin. La pupille est l’ouverture située au centre de l’iris C] Elle laisse passer la lumière jusqu’à la rétine. Rq:

La pupille se rétrécit lorsque la luminosité est importante pour que la quantité de lumière transmise au cristallin ne soit pas trop importante. A l’inverse, elle s’agrandit lorsque la luminosité baisse. B. Le modèle réduit de l’œil et formation des images On peut modéliser l’œil au système optique, appelé 12 Une lentille convergente de distance focale variable. Elle correspond au cristallin. Un écran qui reçoit l’image formée. Il correspond à la rétine. La formation des images sur la rétine est donc permise par • La cornée et la pupille qui permettent de concentrer les rayons umineux.

Le cristallin dont la courbure peut être modifié (par les fibres musculaires du corps ciliaire) pour que l’image se forme correctement sur la rétine : c’est l’accommodation. Rq : L’image formée sera renversée (le haut est en bas) mais droite. Ill. Les lentilles A. Les lentilles convergentes et divergentes 1. Les lentilles convergentes Une lentille est un milieu homogène, isotrope, transparent, dont au moins une des faces n’est pas plane. L’axe optique est l’axe principal passant par le centre optique O d’une lentille. une lentille convergente est une lentille qui est plus mince au iveau de ses bords qu’en son centre.

Propriétés : Un faisceau incident de lumière parallèle à l’axe optique va ressortir d’une lentille convergente en se rapprochant de cet axe. L’effet d’une lentille convergente sera identique à celui d’une loupe. 19 P d’une lentille est le point où l’image nette est formée. Le foyer objet F est le symétrique du foyer image F’ par le centre optique. La distance focale f d’une lentille est la distance entre le foyer image F’ et le centre 0 de l’axe optique. La distance focale d’une lentille convergente est positive alors que celle d’une lentille divergente est négative.

Généralement, ce n’est pas la distance focale de la lentille qui est donnée mais la vergence C. Elle correspond à l’inverse de la distance focale, on a C : l/f. La vergence est donnée en dioptries 6. C. La construction géométrique d’une image • Tout rayon passant par le centre optique n’est pas dévié. Tout rayon incident parallèle à l’axe optique passe par le foyer image F’ Tout rayon incident passant par le foyer objet F ressort parallèle ? l’axe optique. Un rayon incident parallèle à l’axe optique est un rayon qui provient de très loin.

On dit que l’objet est à l’infini. Chapitre 2 : Des photorécepteurs au cortex visuel 0 SVT La rétine est la partie de l’œil qui permet de faire le lien entre l’œil En effet, les photorécepteurs qui sont à sa surface définissent les propriétés de l’objet regardé et les transmettent au cerveau via le nerf optique. Il existe deux types de photoréce teurs : les bâtonnets 2 de l’œil. Elle est tapissée de neurones appelés photorécepteurs. Les photorécepteurs sont des cellules neurosensorielles qui captent la lumière. Deux types de photorécepteurs existent.

Ils ne sont pas également répartis sur la rétine: Les bâtonnets, qui détectent l’intensité lumineuse. (1 30 millions bâtonnets) Les cônes, qui détectent les couleurs. (5 à 7 millions) On peut distinguer trois parties différentes sur la rétine Le point aveugle est l’endroit de la rétine où il ny a aucun photorécepteur. Cest le lieu où tous les axones neuronaux se rejoignent pour former le nerf optique. La région centrale de la rétine est l’endroit où il y a le plus de cônes. L’acuité visuelle (vision des détails) y est donc maximale.

En périphérie, il y a de moins en moins de cônes et de plus en plus de bâtonnets. L’acuité visuelle y est donc diminuée. Cest grâce aux gènes codant pour la protéine photoréceptrice (appelée opsine) que nous pouvons affirmer que l’Homme est bien un primate. En effet, on a remarqué que chez tous les primates, y compris « Homme, le gène codant pour l’opsine « bleue » était localisé sur le chromosome 7 tandis que ceux codant pour l’opsine « rouge » et l’opsine« verte » étaient localisés sur le chromosome X. Il. Les bâtonnets et les photorécepteurs : A.

Les bâtonnets : l_Jn bâtonnet est un neurone très court qui porte un segment externe cylindrique. Le segment externe des bâtonnets contient un pigment photosensible, la rhodopsi PAGF s 2 éclairements suffisent pour les stimuler. Les bâtonnets ne sont pas sensibles aux couleurs. B. Les cônes : un cône est un neurone très court qui porte un segment externe conique. Le segment externe des cônes contient un pigment photosensible, l’iodopsine. Les cônes sont sensibles aux couleurs grâce à différentes iodopsines qui n’absorbent pas les mêmes couleurs.

Il en existe trois types, qui assurent la vision trichromatique : Les cônes de type S (short) absorbent surtout les radiations des etites longueurs d’onde du visible. Ils sont donc sensibles au bleu. Les cônes de type M (médium) absorbent les radiations des moyennes longueurs d’onde du visible. Ils sont donc sensibles au vert. Les cônes de type L (large) absorbent les radiations des grandes longueurs d’onde du visible. Ils sont donc sensibles au rouge. Les cônes ne sont pas très sensibles à la lumière contrairement aux bâtonnets, ils ne sont donc sollicités que dans le cas d’un bon éclairage.

Ill. La vision du monde grâce aux photorécepteurs A. La vision normale La combinaison des trois types de cônes différents et des âtonnets permet de distinguer correctement les objets et sous de bonnes formes. En effet, étant donné qu’il pas dans la même PAGF 19 bâtonnets sont saturés. Ce sont les cônes qui permettent la vision colorée et nette des objets. B. Les anomalies de la vision Il existe plusieurs maladies qui sont dues aux défauts présents sur les photorécepteurs. Le daltonisme est l’absence des cônes de type M, qui empêche la vision des couleurs vertes.

Les daltoniens ne peuvent distinguer le rouge du vert. L’achromatopsie est l’absence de pigments. Les personnes atteintes ne perçoivent pas les couleurs (ces ndlvidus sont dits achromates) : elles distinguent les objets seulement par leur forme et les niveaux de gris. Chapitre 3 : De l’art et des couleurs 0 Physique L’œil est l’organe du corps humain qui nous permet d’avoir une vision de l’environnement. Les cônes sont les cellules neurosensorielles qui permettent de percevoir les couleurs. La couleur est une chose propre à un objet.

En comprenant comment les couleurs sont produites il est possible de créer des images réalistes en peinture, photographie, télévision ou impression grâce à deux techniques différentes couramment utilisées : es synthèses soustractive et additive. l. Lumières et couleurs A. La lumière blanche : La lumière blanche est la décomposition par un prisme de la lumière du soleil. On obtient un spectre avec toutes les nuances de couleurs visibles dans la nature du bleu au rouge. Les lumières colorées son de l’arc en ciel : violet, PAGF 7 9 lumière qui l’éclaire mais aussi des propriétés intrinsèques de l’objet.

En effet, si un objet apparaît rouge lorsqu’il est éclairé en lumière blanche, c’est qu’il réémet le rouge en absorbant toutes les autres couleurs. Il. Les colorants et les pigments • A. L’histoire des pigments • Les hommes, dès la Préhistoire, ont utilisé des pigments pour peindre. Entre autres, l’ocre naturelle donnait du jaune (du rouge en le chauffant) et le charbon, obtenu à partir de bois ou d’os calcinés, du noir. C’est durant l’Egypte ancienne que le premier pigment synthétisé par l’homme a été utilisé (bleu égyptien, produit avec du cuivre).

Au XIXe siècle a eu lieu l’essor de la synthèse chimique des pigments, bon marché car produits en grande quantité. B. La fabrication des pigments et des colorants Les pigments et les colorants sont des substances qui absorbent ne couleur en particulier : Les pigments sont des poudres insolubles qui ne s’absorbent pas correctement sur les supports. Il faut les broyer le plus finement possible pour pouvoir les incorporer à un liant afin d’obtenir une peinture, une encre ou un enduit. Les colorants sont totalement absorbés par le support.

Ils sont beaucoup utilisés dans l’industrie textile ou l’agro- alimentaire. C. Les facteurs influençant la couleur d’une substance Les couleurs sont affectées par plusieurs paramètres : La chaleur Le pH Exemple : 9 basique. Ill. La peinture et l’impression couleur A. Le cercle chromatique Le cercle chromatique est un cercle qui présente les différentes couleurs que l’on peut créer à partir du rouge, du bleu et du vert. Trais types de couleurs y sont présentés : Les couleurs primaires sont le rouge, le bleu et le jaune.

Les couleurs secondaires sont formées par mélange à part égale entre deux couleurs primaires. Ce sont le violet, l’orange et le Les couleurs tertiaires sont formées par mélange en quantités différentes entre deux couleurs primaires. B. La synthèse additive La synthèse additive est une technique qui consiste à superposer es couleurs pour en former des nouvelles. La synthèse additive est utilisée pour la télévision, les écrans ou encore les appareils photos numériques. Plus on superpose les couleurs, plus on les éclaircie.

On part toujours des trois couleurs monochromatiques primaires : le rouge, le vert et le bleu. Si on les mélange les trois, on obtient de la lumière blanche. C. La synthèse soustractive La synthèse soustractive est une technique qui consiste à enlever des couleurs en utilisant des filtres ou des pigments. La synthèse soustractive est utilisée en peinture ou en impression ouleur. On part des trols couleurs dites fondamentales : le cyan, le magenta et le jaune. On rajoute des filtres pour former des couleurs plus sombres.

Exemple La lumière blanche donne ‘elle passe à travers un reliées au cerveau au niveau d’aires dédiées à la perception visuelle. Le côté droit et le côté gauche sont séparés et correspondent ? deux aires cerébrales bien distinctes. De plus, on peut relier la perception visuelle à l’apprentissage de la lecture : celle-ci se fait par la collaboration de l’aire visuelle avec d’autres aires cérébrales. l. De l’œil au cerveau : A. Le message nerveux visuel : L’œil est un système optique qui permet de former des images au niveau de la rétine.

Les cellules photoréceptrice transforment le Slgnal lumineux en un signal nerveux. C] L’information vlsuelle est ensuite transmise au cerveau sous forme de message nerveux visuel global. Un message nerveux visuel, de nature électrique, est créé après absorption de lumière par les photorécepteurs. II est ensuite transmis au cerveau par le nerf optique. B : Les voies nerveuses de la vision : Avant d’être transmis au cerveau, le message nerveux emprunte lusieurs voies nerveuses.

Pour retransmettre correctement l’image visualisée par l’œil, il faut définir trois espaces visuels. Le champ nasal constitue la partie entre le centre de l’œil et le nez. Cest la partie droite du champ visuel de l’œil gauche et la partie gauche pour l’œil droit. Le champ temporal constitue la partie entre le centre de l’œil et la tempe. C’est la parte gauche du champ visuel pour l’œil droit et la partie droite pour l’œil gauche. Le point aveugle est le point où lion ne voit rien. La répartition de ces trois zones pour l’œil droit est la suivante.