PSY 2055. Psychologie de la perception. Perception du mouvement. Frédéric Gosselin

Cinématogrammes à points aléatoires Le mouvement lui-même peut servir à segmenter un objet.

Bêta Max Wertheimer (1912)

Bêta

Bêta

Bêta

Bêta Pour une distance et une luminance données : Et avec un IIS de moins de 30 ms environ (> environ 33 flash/s) : deux flashs simultanés Et avec un IIS entre 30 et 60 ms environ (environ 17 à 33 flash/s) : mouvement “désincarné”, sans point en mouvement (phi) Et avec un IIS entre 60 et 300 ms environ (environ 3 à 17 flash/s) : bêta Et avec un IIS plus grand que 300 ms environ (< environ 3 flash/s) : succession de deux flashs La luminance et la distance entre les deux points sont aussi déterminants (loi de Korte) : Une augmentation de la distance exige soit une augmentation de la luminance, soit des IIS plus longs Ponzo Illusion http://www2.psych.purdue.edu/Magniphi/ARVODemo.html

Le cinématoscope Avec un IIS entre 60 et 300 ms environ (soit environ 3 à 17 flash/s) : bêta Les images d’un film sont prises avec une fréquence de 24 Hz (ce qui permet 12 flash/s) À cette fréquence de présentation on voit la lumière s’éteindre et s’allumer (stroboscope) En fait, il s’agit d’une fréquence idéale pour induire des épisodes épileptiques (~10 flash/s) À environ 70 Hz, on perçoit de la continuité dans l’éclairage (flicker fusion ~ 30 flash/s) Au cinéma, chaque image d’un film est donc présentée trois fois pour atteindre 72 Hz! Dennō Senshi Porygon" episode of Pokémon is the most frequently cited example (see the Public responsibilities section, below); broadcast of the program in Japan, which includes strong flickering scenes, produced seizures in a surprising number of viewers, even though the proportion of viewers affected was extremely low. About 20 minutes into the episode, there was a scene in which Pikachu stops some vaccine missiles with its Thunderbolt attack, resulting in a huge explosion that flashed red and blue lights. 685 viewers (310 boys, 375 girls) were taken to hospitals by ambulances http://www.youtube.com/watch?v=kpNT1v-XKtU&feature=related

Le cinématoscope Succesion d’images différentes à un rythme de 24 Hz (IIS = 41,6 ms) pour obtenir du mouvement bêta. x 3 Succesion d’images à un rythme de 72 Hz (IIS = 13,9 ms) pour dépasser la fréquence critique de fusion (et éviter un effet stroboscope).

Et si on compliquait les choses un peu…

Et si on compliquait les choses un peu…

Et si on compliquait les choses un peu…

Et si on compliquait les choses un peu…

Et si on compliquait les choses un peu… moment 1 moment 2

Problème de ciné-correspondance, 1 moment 1 moment 2

Problème de ciné-correspondance, 1 moment 1 moment 2 Solution des plus proches voisins.

Pseudo-paradoxe de la perception

Différentes réactions au pseudo-paradoxe de la perception Solutions : Le monde est très redondant et le traitement qui se produit est équivalent à de la compression à peu près sans perte (traitement de l’information : Attneave, Mackay) Le monde est dans une large mesure à l’intérieur de notre cerveau (traitement de l’information : Helmholtz, Gregory, Marr, Rock, Hochberg, Palmer; Gestalt : Wertheimer, Koffka, Kohler) Il n’y a pas de perte dans le traitement; il suffit de considérer toutes l’information visuelle (Perception directe ou “écologique” : Gibson)

Hermann von Helmholtz August 31, 1821 – September 8, 1894) was a German physician and physicist who made significant contributions to several widely varied areas of modern science. In physiology and physiological psychology, he is known for his mathematics of the eye, theories of vision, ideas on the visual perception of space, color vision research, and on the sensation of tone, perception of sound, and empiricism. In physics, he is known for his theories on the conservation of energy, work in electrodynamics, chemical thermodynamics, and on a mechanical foundation of thermodynamics. As a philosopher, he is known for his philosophy of science, ideas on the relation between the laws of perception and the laws of nature, the science of aesthetics, and ideas on the civilizing power of science.

Inférences inconscientes (aujourd’hui on parle plutôt de contraintes) • Deux segments partageants un coin sur l’image rétinienne partagent vraisemblablement un coin dans le monde (élimine la possibilité rouge). • Les objets ont tendance à être symétriques (élimine la possibilité verte).

Problème de ciné-correspondance (contrainte du plus proche voisin)

Kolers (1971)

Kolers (1971)

Kolers (1971)

Kolers (1971) Plus proches voisins vs. forme et couleur

Mouvement apparent de transformation (Hikosaka, Miyauchi & Shimojo, 1993)

Mouvement apparent de transformation (Hikosaka, Miyauchi & Shimojo, 1993) Contrainte de similarité de forme et de couleur.

Mouvement apparent du corps humain (Shiffrar & Freyd, 1990) TROUVER MEILLEUR IMAGE

Mouvement apparent du corps humain (Shiffrar & Freyd, 1990) TROUVER MEILLEUR IMAGE

Mouvement apparent du corps humain (Shiffrar & Freyd, 1990) TROUVER MEILLEUR IMAGE Contrainte dépendante de notre connaissance du corps humain.

Mouvement apparent du corps humain (Shiffrar & Freyd, 1990) TROUVER MEILLEUR IMAGE

Mouvement apparent du corps humain (Shiffrar & Freyd, 1990) TROUVER MEILLEUR IMAGE

Mouvement apparent du corps humain (Shiffrar & Freyd, 1990) TROUVER MEILLEUR IMAGE

Diagramme simplifié des deux systèmes et de leur origine STS Pariétal MST V5 (MT) Mouvement Cellule ganglion- naire M Système dorsal (“where”, pariétal) V3 V2 V1 Magno LGN Cellule ganglion- naire P V2 V1 Parvo LGN Système ventral (“what”, temporal) V4 Couleur IT Forme

10-20% des cellules complexes dans V1 répondent sélectivement au mouvement L’ordre des diapos de ce cours devrait être revu : celle-là trop tôt… (Ringach, Sapiro et Shapley, 1997)

Effet consécutif de la “chute” (The Falls of Foyers; Robert Adams, 1834)

Les CRs de deux cellules simples… De même position et fréquence, mais de phases différentes.

Une cellule complexe fabriquée à partir de cellules simples, etc. Réseau de neurones de Reichardt 1 2 Attention : oubliez la description du modèle de Reichardt p. 277 du Goldstein

Une cellule complexe fabriquée à partir de cellules simples http://neurovision.berkeley.edu/Demonstrations/matthew/reichardt.html Réseau de neurones de Reichardt 1 Attention : oubliez la description du modèle de Reichardt p. 277 du Goldstein 2

Le perception du mouvement nous réserve d’autres surprises : le problème de l’ouverture (aperture problem) Contrainte du mouvement le plus lent.

Le perception du mouvement nous réserve d’autres surprises : le problème de l’ouverture (aperture problem) http://www.cs.huji.ac.il/~yweiss/Rhombus/rhombus.html Contrainte du mouvement le plus lent.

Une conséquence du problème de l’ouverture (Pinna & Brelstaff, 2000)

Une conséquence du problème de l’ouverture REVOIR !

Le réseau en mouvement QU’EST-CE QUE CETTE QUESTION ? ET LA RÉPONSE ? Contrainte d’une surface unique. On retrouve des neurones répondants à des mouvements de réseaux dans V5 (MT).

MT (V5) : un exemple de modularité dans le système dorsal Newsome et Paré (1988) ont montré que les singes pouvaient détecter la direction d’un mouvement possédant une cohérence de 1% ou 2%. La destruction de MT fait grimper ce seuil à 10% ou 20% de cohérence. 100% de cohérence 30% de cohérence 5% de cohérence

Agnosie visuelle du mouvement (akinétopsie) Le patient L.M. : N’a pas de problème de perception des parties (=> pas une agnosie sensorielle) N’a pas de problème de perception des objets (=> pas une agnosie “aperceptive”) Est capable de nommer les objets (=> pas une agnosie associative) Mais n’arrive pas à voir le mouvement P. ex. Quand elle verse de l’eau dans un verre, elle ne voit pas le niveau monter. Subitement il y a plus d’eau qu’il y en avait. Lésion bilatérale à l’aire V5 (MT) ON N’A PAS ENCORE PARLÉ D”AGNOSIES A CE STADE…

Effet consécutif d’un mouvement en spirale (dans MST)

Mouvement biologique Oram et Perrett (1994) ont montré que des neurones de la région supérieure temporale (STS) répondaient à ce genre de stimuli.

Les détecteurs de “real-motion” de V3 (Galletti, Battaglini & Fattori, 1990) On peut produire un mouvement d’un objet donné de deux manières sur la rétine : En bougeant l’objet par rapport à la rétine (real motion) En bougeant la rétine par rapport à l’objet Des neurones de V3 répondent spécifiquement à ce “real motion” REVOIR DIFFÉRENCE AVEC THÉORIE DÉCHARGE « Real motion »

Muscles extraoculaires Rectus supérieur Rectus médian Rectus latéral Rectus inférieur

Les mouvements oculaires Les saccades Mouvements des yeux pouvant atteindre 800 deg d’angle visuel par s. Servent à explorer l’environnement visuel. S’accompagne d’une suppression de la vision magno. Les micro-saccades (trémeurs) Petits mouvements (1 à 2 min d’angle visuel) aléatoires des yeux. Si on éliminait nos micro-saccades, on ne verrait plus! La poursuite douce (smooth pursuit) Mouvements continus des yeux pouvant atteindre 30 deg d’angle visuel par s. Servent à immobiliser un objet en mouvement par rapport à votre rétine. Nystagmus opto-kinétique (OKN) Quand vous regardez par la fenêtre d’une voiture en marche, alternativement, vos yeux suivent le paysage de manière “douce” puis font une saccade qui les ramène au centre de votre globe oculaire. REVOIR MINUTES D’ANGLE

Modèle centrifuge (encore Helmholtz!) Perception de mouvement = + A B Il y a perception de mouvement si la somme du mouvement de l’oeil et d’un objet par rapport à l’oeil est différente de zéro {A = 0 et B = } ou {A =  et B = 0} : Perception de mouvement {A = 0 et B = 0} ou {A =  et B = } : Pas de perception de mouvement

Le modèle centrifuge Il y a perception de mouvement si la somme du mouvement de l’oeil et d’un objet par rapport à l’oeil est différente de zéro. P. ex. : un objet est en mouvement par rapport à l’oeil et l’oeil est immobile (des neurones répondant seulement à ce type de mouvement ont été découvert dans V3 [Galletti, Battaglini et Fattori, 1990]): Mouvement réel Béta Pressions mécaniques sur l’oeil (pour le bouger) l’oeil est en mouvement et un objet est immobile par rapport à l’oeil : Mouvement d’une balle de tennis suivit des yeux Mouvement d’une image consécutive (ou d’un corps flottant) Sigma Pressions mécaniques sur l’oeil (pour l’immobiliser) Attention, dépend de l’explication utilisée PRESSIONS MÉCANIQUE =~ REAL MOTION

Un objet est en mouvement On ne le suit pas des yeux -Œil est immobile, Image rétinienne est en mouvement On le suit des yeux (ex. balle de tennis) -Œil est en mouvement, Image rétinienne est immobile (ex. on garde l’objet sur la fovéa) = + A 1) A = 0 ; B =  : Mouvement 2) A =  ; B = 0 : Mouvement B

Pression mécanique sur l’oeil 1) poussée sur l’œil et l’œil demeure immobile (!) : Goldstein p. 281 - œil est immobile parce que commande motrice contrebalance exactement la force de la poussée = + A 1) A =  ; B = 0 : Mouvement 2) A = 0 ; B =  : Mouvement B 2) poussée sur l’œil et l’œil bouge (beaucoup plus intuitif) - œil bouge parce qu’absence de commande motrice contraire (absence de commande motrice = pour le système nerveux l’œil est « immobile »)

Image consécutive Image consécutive est par définition immobile sur la rétine (zone de la rétine « souffrant » de « fatigue cellulaire ») parallèlement, on bouge l’oeil = + A 1) A =  ; B = 0 : Mouvement B

Deux objets bougent différemment On suit l’objet 1 des yeux ; qu’arrive-t-il à l’objet 2? -Œil est en mouvement et image rétinienne de l’objet 2 est en mouvement = + A A =  ; B =  : Mouvement B

En somme * MT : 1)Contrainte de surface unique STS STS : Mouvement biologique * Pariétal MT : 1)Contrainte de surface unique 2)Détection de mouvement cohérent 3)Akinétopsie chez LM MST MST : Mouvement en spirale V5 (MT) Mouvement V3 : 1)Forme à partir du mouvement 2)Détecteur de « Real-Motion » Cellule ganglion- naire M Système dorsal (“where”, pariétal) V3 V2 V1 Magno LGN http://www.biomotionlab.ca/Demos/BMLwalker.html Cellule ganglion- naire P V2 V1 Parvo LGN Système ventral (“what”, temporal) V4 Couleur Général : 1)Mouvements oculaires 2)Modèle centrifuge (toutes les possibilités) IT Forme