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L’art et la science des images hybrides

17 mai 2020  |   0 Commentaires   |    |  
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Quand on découvre ce type d'images, on se dit que notre petit cerveau naïf nous joue encore un tour. Quelle magie se cache derrière cette mascarade ? Quelqu'un essaie de nous tromper !

Cela commence souvent avec Marilyn Monroe. En regardant l'image à plusieurs mètres de distance, on est affirmatif, il s'agit bien de Marilyn. Mais, quelques secondes après, en rapprochant notre regard, ce jugement est à revoir et Albert Einstein semble se moquer de nous !

Nous allons vous raconter en quoi ces images sont fascinantes, et comment elles peuvent nous aider à mieux comprendre notre "regard" et comment fonctionne notre cerveau.

Hybrid-images

La résonance visuospatiale

Le phénomène visuel derrière les images hybrides se nomme la "résonance visuospatiale". Nous sommes dans le champ des neurosciences, et les premières découvertes remontent aux années 1970. La question était de comprendre comment le cerveau analyse une image.

D'un côté il y a les stimuli visuels fournis par les yeux, et de l'autre il y a la mémoire de l'observateur. Concrètement tout se passe en moins de 0,1 seconde. Pourtant c'est un processus de comparaison itératif relativement laborieux, qui commence par une vision grossière puis détail après détail va pouvoir arriver à l'interprétation précise de l'objet regardé.

Évidemment, une vue de qualité sera un gros avantage. Je peux vous garantir que sans lunettes, vous ne reconnaitrez pas grand-chose en moins de 0,15 sec. Pour qualifier la netteté de l'image, on parle de fréquence. Les images à haute fréquence seront des images avec des contours très nets, avec peu de détails. Nous les voyons très bien de près, mais passé quelques mètres, elles disparaissent à nos yeux. À l'inverse les images à basse fréquence sembleront floues de près, mais nettes de loin. C'est en combinant ces deux images (cf : résonance) que l'on peut produire ces fameuses images hybrides.

Mais pourquoi l'œil fonctionne-t-il ainsi ? Moi qui pensais que notre cerveau était un feignant, pourquoi s'occupe-t-il de regarder deux aires visuospatiales à la fois ? Il n’aurait pas pu trouver une façon plus économique ?

L'œil : "Allo cerveau je t'envoie une photo HD, je ne sais pas ce que c'est, mais débrouille-toi..."

Le cerveau : "Ok, attends 30 secs, ça download..."

L'œil : "Vas-y dépêche toi ! C'est peut-être un tigre !"

Le cerveau : "Hey doucement, je suis encore en 56kpbs... OK, c'est bon, c'est un chat !"

Vous l'aurez compris, ce dialogue n'est que pure fiction, et toute ressemblance avec une scène ayant déjà existé ne serait que fortuite. Mais il y a beaucoup de vrai dans cet échange. En fait si toute l'information devait passer d'un coup entre l'œil et le cerveau, nous aurions de gros problèmes de saturation cognitive. Pour cela, la nature nous a dotés de deux canaux de réception, chacun doté d'un débit différent.

C'est là que les itérations commencent. Les basses fréquences sont envoyées très rapidement au cerveau, pour obtenir un premier feedback. Cette information visuelle "grossière" permettrait une première reconnaissance de l'information. Vous pouvez vous-même expérimenter ces "basses fréquences", puisque ce sont les zones "floues" sur les bords de notre champ de vision. Quand le tigre entre subrepticement dans votre salon, qu'il arrive sournoisement entre la télé et le canapé alors que vous étiez concentré à lire cet article, ce sont les basses fréquences qui vont vous sauver la vie, avant même que vous ayez vu que c'était un chat. À ce moment-là, le chronomètre est environ à 0,08 sec.
Le cerveau : "Vas-y lève la tête, je ne suis pas certain que la tache rousse qui bouge ne soit pas un tigre ! J'aimerais vérifier."
À cet instant, le cerveau peut alors demander à l'œil de regarder plus précisément. L'ensemble du corps est en alerte. Ce sont les hautes fréquences qui vont entrer en jeu afin de confirmer ou rejeter la reconnaissance grossière de l'image.
Le cerveau : "On peut arrêter le chronomètre ? j'aimerais connaitre ma performance ?"
Aucun danger à craindre, il s'agissait d'un chat. Le chronomètre indique 0,15 sec.

Fabriquer des images hybrides

De ces recherches en neurosciences sont nées les images hybrides. Le principe est de mélanger deux images, l'une en basses fréquences et l'autre dans les hautes fréquences. Nous devons cette innovation visuelle au laboratoire du MIT et à la chercheuse Aude Olivia. Vous pourrez retrouver sa publication scientifique à cette adresse.

Si vous souhaitez vous amuser à fabriquer ce type d'images, le procédé est assez simple. Dans Photoshop, importez vos deux images. Mettez la première en mode "flou gaussien" et passez un filtre "passe-haut" à la seconde. Voici un fichier source si vous voulez vous amuser. N'hésitez pas à nous envoyer un lien vers vos créations dans les commentaires.

Qui se cache dans ces images ?

Nous vous proposons un petit jeu.
Allez-vous reconnaitre quels célébrités sont cachés dans ces images ?

N'hésitez pas à placer l'écran loin de vos yeux. Vous pouvez aussi plisser des yeux.
Faites défiler les images pour découvrir les images originales.

D'autres images sont à retrouver sur le compte instagram @Hybrid_images.

Tester votre temps de cerveau disponible

Dans l'exemple du chat tigré, nous observions le mécanisme permettant de reconnaitre une image par itérations. Mettons en pratique ce mécanisme par un petit test rigolo. Ci-dessous, vous avez deux images, un "H" composé de petits "H" et un autre "H" composé de petits "O". Mais attendez encore quelques secondes avant de regarder ces images. Le but du jeu est d'observer ce que va faire votre regard. Soyez attentifs, car tout se passe en 0,15 seconde pour la première image et un peu plus de temps pour la seconde image.

hautes-basses-frequence-image

Dans la première image, le stimuli des basses fréquences envoie une première information au cerveau (cf : un gros H). Le second stimuli des hautes fréquences confirme que ce sont des petits H. Hautes et basses fréquences envoient deux informations qui seront conceptuellement “congruentes” pour le cerveau.

Dans la seconde image, le stimuli de basse fréquence est le même (cf : un gros H) , mais le stimuli des hautes fréquences renvoie une information "non congruente" (cf : des petits O). Le cerveau va alors demander vérification... et hop, l'œil va re-regarder pour vérifier ce qu'il se passe. Le temps de lecture de l'image est doublé, voir triplé.

Nous avons donc, d'abord une vision globale (cf : basses fréquences) puis une vision locale (cf : hautes fréquences). Sachant qu'on n’a pas deux yeux pour rien, chaque œil va se spécialiser pour une mission différente, toujours histoire de gagner du temps. Chez la majorité des gens, c'est l'œil droit qui regarde les détails, et l'œil gauche qui surveille le global. Bien sûr chaque œil dispose des deux aptitudes, la preuve, si vous fermez l'œil gauche, vous verrez toujours le chat vous sauter dessus.

En reproduisant cette expérience sous imagerie cérébrale, les neuroscientifiques ont pu mesurer quel côté du cerveau s'activait (ou pas ), et ils ont pu confirmer que le cerveau gauche est prédisposé aux détails et que le droit plus enclin pour la globalité. Ce qui confirmait les premières intuitions acquises dans les années 60, quand les premiers neuroscientifiques observaient l'impact des accidents de cerveau sur leurs patients (ex : Untel comprenait le vocabulaire, mais pas les jeux de mots, etc...). L'hémisphère gauche du cerveau est donc bien le siège de la logique froide et concrète (cf : hautes fréquences), tandis que l'hémisphère droit est davantage tourné vers l'imagination et les émotions (cf : basses fréquences). Vu à travers ces "H" flous, tout cela semble logique !

north south hybrid image

Dans l'image ci-dessus, on voit que le procédé peut très bien s'utiliser avec de la typographie. On pourrait facilement imaginer des procédés de signalétiques jouant avec ce principe. Imaginez, de loin vous lisez une information "A", puis en vous rapprochant l'information change pour devenir "B".

Le secret du sourire de la Joconde

L'incroyable Léonard de Vinci, sans le savoir, avait déjà manipulé ce principe de "résonance visuospatiale". Tout le monde connait la Joconde et son fameux sourire. D'interminables discussions d'experts se sont concentrées sur cette énigme : "La Joconde sourit-elle ?".

Le maestro italien a utilisé une technique caractéristique de la Renaissance appelée sfumato. Il s'agit de minuscules couches de glacis mélangées à des pigments subtils. Lorsque vous regardez directement le sourire de Mona Lisa, il semble disparaître. Mais lorsque vous regardez le fond, alors on perçoit un sourire sur le visage de la Madone.

Il s'agit tout simplement de deux images superposées, l'une "floue" (basse fréquence) qui représente un sourire, tandis que l'image "nette" est elle moins souriante. Ainsi, lorsque notre regard change de point de vue, par exemple en regardant les petits détails très nets en arrière-plan, alors la perception du sourire change. Le mystère du sourire de la Joconde aurait attendu 500 ans pour être percé !

L'art des doubles images

Si ces images hybrides sont nées des recherches scientifiques récentes, l'art des "images doubles" est plus ancien. Nous ne parlons évidement pas de la notion de "double sens" d'une image qui elle remonte à des temps immémoriaux, mais simplement de ces illusions d'optiques.

Dans les années 1890, Charles Allan Gilbert propose une œuvre impressionnante intitulé "All is Vanity". On y voit une jeune femme se regarder dans un miroir, mais en prenant du recul, une vanité (tête de mort) apparait. Bien des années après, Dior reprenait ce procéder pour la publicité de son parfum "Poison"

Un autre tableau célèbre reprends ce procédé dans les années 1940. Il s'agit du "Marché aux esclaves" de Salvador Dali. Le buste de Voltaire s'y cache parmi un groupe de personnages. Toujours en fonction de la distance de notre regard, telle ou telle partie de l'image apparait.

Bien d'autres exemples de doubles images existent. Nous n'allons pas nous lancer dans le recensement exhaustif de ces images.

Vers une écologie du regard ?

Avec ces différentes recherches à cheval entre art et science, on comprend mieux le fonctionnement de notre regard. Comme toute science, cela peut être mis à profit pour manipuler encore plus efficacement les images et ainsi pour obliger nos yeux à les regarder encore plus longtemps. La publicité adore ce genre d'usages.

À l'inverse, on peut aussi utiliser ces techniques pour produire des images plus économes en "temps de cerveau" dans une forme d'écologie cognitive. Dans un monde de plus en plus complexe, il nous semble primordial de produire moins d'images, mais des images mieux pensées qui informent le regard avec bienveillance, et qui distribuent les informations au bon moment, au bon endroit.


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