CHAPITRE XXIII

PERCEPTION BINOCULAIRE DE LA PROFONDEUR

130. Influence de la convergence. — L'indication la plus importante sur la distance d'un objet nous est fournie par le degré de convergence qu'il faut employer pour le fixer binoculairement. Gomme pour l'appréciation de la direction de la ligne visuelle dans la vision unioculaire (v. chap. xxi), c'est le degré d'innervation employée qui nous guide et nullement la sensation de la position des yeux, qui est toujours très vague. C'est uniquement pour des différences de convergence que nous avons une sensation très exacte ; nous pouvons juger avec une exactitude très grande si un objet est plus ou moins rapproché qu'un autre ; le jugement de la distance absolue est très incertain. — Lorsqu'on fixe un objet éloigné, un objet voisin apparaît en images doubles croisées. Quoique nous n'apercevions souvent pas ces images, elles nous donnent néanmoins une idée vague de la distance de l'objet, car elles suffisent à donner à la convergence une impulsion assez juste puisque, guidé par elles, on converge pour l'objet sans grand tâtonnement. Mais, ce n'est qu'après avoir exécuté la convergence et vu que l'innervation donnée atteint le but, qu'on a une idée précise de la distance. La différence entre les deux jugements est à peu près analogue à ce qui arrive lorsqu'on veut mesurer la distance entre deux points. Supposons qu'on veuille mesurer cette distance avec un compas, muni d'une échelle graduée en millimètres indiquant la distance entre les deux pointes. On peut bien, à première vue, donner au compas l'ouverture approximative qu'il faut, mais on obtient une idée autrement exacte et nette de la distance lorsqu'on exécute la mensuration et que l'on voit combien il faut ajouter ou retrancher de la distance jugée.

131. Le stéréoscope. — L'avantage de la vision binoculaire n'a été bien mis en vue que par l'invention du stéréoscope par Wkeatstone ( 1 833) .

On sait qu'avec cet instrument on obtient une impression de la profondeur bien supérieure à celle que n'importe quelle autre représentation peut donner.

Chacune des images d'une représentation stéréoscopique est dessinée de manière à former dans l'œil une image rétinienne pareille à celle que l'objet y formerait. Les objets lointains sont donc représentés par des images identiques, tandis que les images d'objets rapprochés sont différentes.

Parallaxe stéréoscopique. — Pour se rendre compte de la manière dont les objets sont représentés sur les images stéréoscopiques, on peut se figurer deux plaques transparentes (MM, fîg. 1 88) , placées devant les

Fig. 188.

yeux, à l'endroit qu'occupera plus tard l'image stéréoscopique. De tous les points extérieurs on se figure des lignes droites dirigées vers les yeux. Il part ainsi de chaque point extérieur deux de ces lignes, et le point où chacune de ces droites coupe la plaque correspondante est la reproduction du point extérieur. Si celui-ci est à l'infini, les deux lignes droites sont parallèles et la distance BB4, entre les deux points, est égale à la ligne basale. Si l'on place les deux figures stéréoscopiques transparentes l'une sur l'autre, de manière à ce que les deux reproductions d'un même point situé à l'infini se couvrent, on peut faire coïncider deux à deux les reproductions de tous les points situés à l'infini, — Si au contraire le point extérieur (C, fig. 188) n'est pas à l'infini, la distance entre les deux reproductions est plus petite que celle des yeux. On désigne la différence sous le nom de parallaxe stéréoscopique. La parai-

PERCEPTION BINOCULAIRE DE LA PROFONDEUR

laxe du point G est BD -f- BiDl =■ E. En désignant la distance entre les deux yeux par b, celle de l'objet aux yeux par AO = d, et la distance de la plaque aux yeux par g, on a :

h — E h E bg

— = -j- = — ou E = -2-.

La parallaxe augmente donc avec la distance entre les deux yeux, et elle est d'autant plus grande que l'objet est plus près de l'observateur.

Méthodes pour observer les images stèrèoscopiques. — a. En mettant les lignes visuelles en parallélisme, on peut sans autre préparation confondre les deux images en une seule, qui apparaît en relief. On voit alors trois images, dont celle du milieu donne le relief; car chaque œil voit, non seulement l'image qui lui est destinée et qui est confondue avec celle de l'autre œil, mais aussi l'image qui est destinée à l'autre œil ; on peut éliminer les deux images inutiles en plaçant la main comme une cloison entre les yeux. Il peut être difficile de mettre les lignes visuelles en parallélisme, tout en accommodant pour une distance assez petite, mais si l'on y arrive, l'illusion est aussi parfaite qu'avec un stéréoscope. Souvent, on ne réussit pas avec les images stèrèoscopiques ordinaires parce que, destinées au stéréoscope de Breivster, elles sont calculées pour une ligne basale trop grande, ce qui oblige à faire diverger les lignes visuelles pour les fusionner.

On peut aussi regarder les images en dirigeant l'œil droit vers l'image de gauche et inversement, de sorte que les lignes visuelles s'entre-croisent en un point situé en avant de l'image. Il faut alors placer à gauche l'image destinée à l'œil droit, sous peine de voir le relief renversé, si l'objet figuré se prête à une telle interprétation. — L'image confondue paraît diminuée et située en avant du plan du dessin, à l'endroit d'entre-croisement des lignes visuelles.

b. Le stéréoscope de Wheatstone, le premier qui ait été construit, se compose de deux miroirs plans (BD et BjDj), formant un angle droit (fig. 189) ; l'œil 0, regarde dans le miroir à droite l'image du dessin Bj Dj qu'il voit en ff{; l'œil 0 voit l'image de BD, au même endroit ; les deux images se confondent en une seule présentant le relief. — Pour ne pas avoir de relief renversé ou pseudoscopique, il faut présenter à l'œil gauche l'image destinée à l'œil droit, puisque les miroirs ren- versent les images.

c. Le stéréoscope le plus employé est celui de Brewster : chaque œil regarde à travers un prisme à surfaces convexes, dont l'arête est interne. Les verres produisent un certain grossissement, et leur effet prisma-

3 oo

tique fait qu'on n'a pas besoin de mettre les lignes visuelles en parallélisme.

On peut remplacer les verres du stéréoscope de Brewster par des

Bi

O Oi

Fig\ 189. — Stéréoscope de Wheatstone.

lentilles convexes ordinaires en les décentrant, c'est-à-dire en les plaçant de façon que la distance entre les centres des deux verres soit plus grande que la distance entre les yeux.

(I. Lorsque l'image représente un objet symétrique par rapport au plan médian, les deux dessins sont symétriques. On peut donc, dans ce

cas, obtenir un effet stéréoscopique en ! \ regardant avec un œil un dessin ordi-

! ! naire , avec l'autre son image par ré-

flexion, puisque la réflexion en produit une image symétrique. La manière la plus commode consiste à regarder à travers un prisme à réflexion totale.

e. En plaçant un prisme à réflexion totale devant chaque œil, on obtient le relief pseudoscopique lorsqu'on regarde un objet quelconque, pourvu qu'une telle interprétation soit possible. Un cigare se présente ainsi comme une feuille de tabac creuse, etc. Wheatstone a construit un instrument de ce genre sous le nom de pseudoscope (fig. 190).

/'. Le téléstéréoscope de v. Helmholtz se compose de quatre miroirs disposés comme on le voit sur la figure 191. Des rayons ab, av 6, provenant d'un paysage sont réfléchis par les grands miroirs vers les petits et par ceux-ci vers les yeux. On obtient le môme effet que

Fig. 190.— Pseudoscope de Wheatstone.

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3oi

si les yeux A et B se trouvaient à la place de leurs images (A, B,) produites par la double réflexion. Nous avons vu que le relief binoculaire est dû à la distance qui sépare les deux yeux. Plus cette distance est grande, plus le relief est prononcé. L'instrument donne du relief à des

Fig. 191. — ïéléstéiéoscope de v. Helmholtz.

objets qui, dans les circonstances ordinaires, sont trop éloignés pour donner cette perception ; en même temps, il les fait voir plus rapprochés et plus petits, à peu près comme si I on en regardait un modèle diminué.

g. L'iconoscope de Javal ressemble à un petit téléstéréoscope renversé, les yeux ayant pris la place de l'objet (a et <7,) et l'objet celle des yeux (dans la direction de AB).

L'instrument agit comme si les yeux se trouvaient très près l'un de l'autre, en c et cr En regardant les objets à travers cet instrument, le relief disparait : les objets paraissent plats comme une peinture. Au contraire, si l'on observe une gravure à travers l'instrument, elle présente un relief plus prononcé que dans les circonstances ordinaires. Car la vision binoculaire cesse alors de nous faire remarquer que les différentes parties de l'image se trouvent dans un même plan, ce qui nuit à l'illusion. En regardant à travers l'iconoscope, le relief est plus marqué qu'en fermant simplement un œil.

li. L'ophtalnioscope binoculaire de Giraud-Teulon est analogue à l'iconoscope. Les miroirs sont remplacés par deux rhomboèdres en verre,

dont chacun couvre la moitié du trou de l'ophtalmoscope. Comme dans le cas précédent, les rayons arrivent à l'œil après une double réflexion sur les petites surfaces du rhomboèdre. L'appareil fonctionne comme si les yeux se trouvaient en ccl (fig. 192).

Fig. 192. — Ophtalinoscope binoculaire de Giraud-Teulon.

i. On dessine les deux figures Tune sur l'autre, l'une avec des traits rouges, l'autre avec des traits bleus. En regardant à travers un verre rouge, on ne voit pas les traits rouges, et inversement. — Si l'on regarde ces anaglyphes en mettant un verre rouge devant un œil, un verre bleu devant l'autre, on obtient un effet stéréoscopique ; en changeant les verres de côté, le relief est renversé, si la nature de l'objet permet une telle interprétation (d'Alméida) .

132. L'effet du stéréoscope est de donner une idée de la troisième dimension, telle qu'aucune autre représentation ne peut la donner. Son emploi s'est surtout répandu depuis qu'on fait des photographies stéréoscopiques, car si l'on peut exécuter des dessins stéréoscopiques de figures stéréométriques, etc., il est impossible d'en exécuter d'après un paysage, tant la reproduction doit être exacte. Dove a employé le stéréoscope pour voir si un billet de banque est faux, en le plaçant dans l'un des champs et en mettant dans l'autre un billet vrai. S'il était faux, on voyait quelques-unes des lettres sortir du plan du papier, car il est impossible d'exécuter en gravure une contrefaçon tout à fait exacte, et la moindre différence dans la distance des lettres produit du relief.

Lustre stéréoscopique. — Dans les circonstances ordinaires, il ne se forme habituellement dans un œil que des images des mêmes objets que dans l'autre ; tant qu'on ne place dans le stéréoscope que des images

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d'objets réels, on voit simplement le relief. J'ai déjà dit que, dans le cas de la lecture contrôlée de Javal, on voit au même endroit la baguette et les lettres qu'elle devrait cacher. L'observateur se tire d'embarras en se figurant la baguette transparente. Une autre interprétation du même genre est connue sous le nom de lustre stéréoscopique (Doue). Si l'on dessine l'une des figures stéréoscopiques avec des traits noirs sur fond blanc, l'autre avec des traits blancs sur fond noir, on remarque que l'image fusionnée présente un certain brillant, à peu près comme si elle était couverte d'une couche de plombagine. En remplaçant les surfaces noires par des surfaces colorées, on obtient quelquefois du lustre métallique. — Tout corps brillant renvoie en effet deux sortes de lumière : de la lumière blanche réfléchie régulièrement et de la lumière diffuse qui possède la couleur propre du corps. Lorsque, dans le stéréoscope, on voit au même endroit de la lumière blanche et de la lumière colorée, on s'explique la contradiction en supposant que l'objet qu'on regarde est brillant.

Antagonisme des champs visuels. — Lorsque les images placées dans les deux champs sont trop différentes pour être fusionnées, ainsi par exemple si l'on présente à un œil des lignes horizontales, à l'autre des lignes verticales, on observe le phénomène connu sous le nom d'antagonisme des champs visuels : c'est tantôt l'un, tantôt l'autre champ qui domine, et, pendant que l'un domine, l'autre est supprimé, on ne le voit pas du tout. Ce n'est pas le champ du même œil qui domine partout ; le champ commun est composé de parties appartenant à l'un et à l'autre œil. Lorsque l'un des champs a prédominé à un endroit pendant quelque temps, l'aspect change, l'autre champ prenant le dessus. Le changement a souvent lieu sous une influence extérieure ; un battement des paupières ou un changement dans la direction du regard suffisent quelquefois pour le provoquer. Les phénomènes varient du reste beaucoup suivant les objets.

Si l'on présente à chaque œil des contours qui ne se correspondent pas dessinés sur un fond uniforme, mais différent pour les deux yeux, on remarque que le fond de chaque champ domine près du contour qui lui appartient. L'expérience suivante démontre ce fait d'une manière assez frappante. On dessine dans l'un des champs une large barre noire verticale, dans l'autre une autre barre pareille mais horizontale : en confondant les champs, les barres forment une croix (fig. 193) dont le milieu, situé au point où les deux barres se couvrent, est noir ; les parties voisines du milieu sont blanchâtres, parce que le contour fait dominer le fond blanc. Les extrémités des bras paraissent au contraire presque

aussi noires que le milieu, malgré la superposition du blanc de l'autre champ.

En faisant cette expérience, on éprouve une difficulté pour fixer les

images Tune sur l'autre : le bras vertical glisse sur le bras horizontal. Cela tient à ce qu'il n'y a pas de lignes verticales communes qui puissent nous guider pour le degré de convergence. A cause de leur importance pourla convergence, on a désigné les lignes verticales sous le nom de contours dominants. Pour empêcher qu^ les deux figures ne glissent l'une sur l'autre, on a placé au milieu de chaque trait une petite croix blanche. La tendance à fusionner ces petites croix suffit pour fixer la barre verticale au milieu de la barre horizontale.

Lorsque les deux champs n'ont pas la même couleur, on observe le plus souvent l'antagonisme des champs visuels. J'ai ainsi disposé l'expérience des ombres colorées (p. 220), de manière à avoir l'une des ombres dans chaque champ du stéréoscope. En les confondant, c'était tantôt l'une, tantôt l'autre couleur qui dominait. J'ai répété l'expérience avec plusieurs de mes élèves, aucun ne réussissait à voir l'ombre grise. — Il y a pourtant des auteurs qui prétendent avoir obtenu la couleur du mélange ; le phénomène est peut-être alors du même ordre que le lustre sté r é o se op i q u e .

ipres

Helmholtz .

133. Points identiques des rétines. — On dit qu'un point d'une rétine est correspondant ou identique à un point de l'autre, lorsque les images d'un même point extérieur tombant sur, ces deux points rétiniens, sont confondues en une seule image. Si, dans le second œil, l'image se forme sur n'importe quel autre point, elle n'est pas confondue avec celle du premier œil ; le point est vu double.

11 est évident que les deux foveas sont des points correspondants, puisque l'objet fixé est toujours vu simple. Pour trouver les autres points identiques, Joan/iès Millier a donné la règle suivante. On se figure les rétines divisées en quatre quadrants par un méridien horizontal et un méridien. vertical passant tous les deux par la fovea. La position de chaque point est déterminée ensuite, comme sur un globe ter-: restre, par sa longitude et sa latitude par rapport à ces deux méridiens. Deux points ayant la .même longitude et la même latitude sont ,iden-

LA PERCEPTION BINOCULAIRE DE LA PROFONDEUR 3o5

tiques. La règle de Millier est conforme à celle que nous avons posée dans le chapitre xxi, d'après laquelle un objet est vu simple lorsque les deux yeux le voient dans la même direction par rapport au point fixé.

Des recherches de Volkmann ont montré que la loi de Mùller n'est pas tout à fait exacte et qu'il faut remplacer les méridiens verticaux par les méridiens apparemment verticaux qui, pour une personne placée debout et regardant vers l'horizon, convergent d'environ 20 vers le bas, de manière à se rencontrer à peu près à la hauteur du sol (v. p. 274). On se figure alors la rétine divisée par des cercles parallèles à ce méridien ainsi qu'au méridien horizontal, et la loi de Mùller est applicable. — En plaçant dans chaque champ une ligne réellement verticale, ces lignes paraissent converger vers le haut et doivent par conséquent se croiser si on essaie de les confondre. Pour réussir l'expérience, il faut pourtant la disposer de façon qu'une ligne soit blanche sur fond noir, l'autre noire sur fond blanc ; autrement les lignes se confondent quand même.

Théories sur la nature de l'identité. — On a beaucoup discuté la question de savoir pourquoi deux points sont correspondants, tandis que deux autres ne le sont pas. Parmi les partisans de la théorie d'identité, la plupart admettent qu'il existe une relation anatomique entre les deux points correspondants. Ils supposent que les nerfs conducteurs des impressions de deux points correspondants se réunissent, à leur passage an chiasma, en un seul qui conduit l'impression au cerveau. Cette idée se trouve déjà exprimée chez Galien et a été confirmée par Newton, Wollaston, et d'autres. La théorie dite des projections s'exprime à peu près comme nous l'avons dit dans le chapitre xxi : un point de la rétine gauche situé à io° à gauche de la fovea localise son impression à io° à droite du point de fixation ; le point situé à io° à gauche de la fovea droite localise son impression dans la même direction ; et comme les deux impressions sont localisées dans la même direction, elles se confondent en une seule. L'identité des deux foveas serait elle-même un résultat acquis par l'expérience. Cette théorie a été soutenue par Kepler, Porlerfield, et, sous une forme erronée, par Giraud-Teulon .

Immédiatement après l'invention du stéréoscope et les études sur la production du relief auxquelles cette invention donna lieu, on fut porté à abandonner l'idée des points correspondants, car les expériences stéréoscopiques semblent en opposition avec ce que nous avons dit de ces points. En effet, regardons dans le stéréoscope une représentation de deux points A et B, situés tous les deux dans le plan médian, et fixons le plus éloigné, A. Les images de B ne se forment pas sur deux

points correspondants puisque dans un œil son image est à droite, dans l'autre à gauche de la fovea. Néanmoins, nous le voyons simple et en relief, c'est-à-dire plus rapproché cpie A. — A cause de cette contradiction apparente, Wlieatstone inclina vers la théorie des projections. En désespoir de cause, les partisans de la théorie d'identité imaginèrent qu'un point de l'une des rétines correspond non à un point, niais à une petite surface de l'autre [Pttnum). Une image tombant sur le point de la première rétine pourrait alors se confondre, soit sans relief, avec une image se formant au milieu de la petite surface de l'autre, soit, avec relief, avec une image se formant sur un point plus périphérique de la petite surface. Mais, sous cette forme, la théorie d'identité n'était pas soutenable ; il faudrait, en effet, admettre que les deux mêmes points pouvaient être tantôt correspondants, tantôt non correspondants, ce qui n'est guère admissible. La question n'a été tirée au clair que par les travaux de Java/.

Théorie de Javal sur la production du relief. — Cette théorie invoque surtout deux facteurs, la neutralisation (suppression partielle de Tune des images) et V influence des mouvements oculaires sur laquelle Bruche avait déjà insisté. Dans le chapitre xxi j'ai déjà mentionné la suppression de l'une des images, qui a lieu lorsqu'il se forme des images différentes sur deux parties correspondantes des rétines. On voit alors tantôt l image d'un œil, tantôt celle de l'autre, et, pendant qu'on voit l image d'un œil, la partie correspondante de l'image de l'autre disparaît absolument. Chez les personnes normales la suppression se manifeste surtout alternativement pour les deux yeux, sous la forme de l'antagonisme des champs visuels; chez les strabiques, au contraire, on a souvent l'occasion d'observer la neutralisation constante d'une grande partie du champ visuel d'un œil.

Bruecke a le premier insisté sur la grande importance des mouvements oculaires pour la perception du relief. Il est du reste certain que sans eux on ne pourrait en avoir qu'une notion très vague. En regardant dans un stéréoscope, surtout si les images sont difficiles à fusionner, ce n'est qu'après que j'ai laissé errer mon regard pendant un certain temps sur les figures, en fusionnant tantôt les images des objets éloignés, tantôt celles des objets rapprochés, que le relief m'apparaît. Tant que la sensation de relief ne s'est pas produite, je vois doubles, tantôt les objets voisins, tantôt les objets éloignés; mais, au moment où le relief apparaît, je les vois tous simples. Certains auteurs prétendent avoir observé le relief en éclairant les images stéréoscopiques avec une étincelle électrique, lumière dont la durée est assez courte pour que tout mouvement oculaire

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soit nécessairement exclu. Cela nie serait certainement impossible, car il se passe toujours un certain temps avant l'illusion véritable, ce qui n'empêche pas qu'on puisse avoir tout d'abord une vague notion du relief.

• Suivant Javal, il faut en effet distinguer entre la notion du relief, qui est produite pai> le fait que nous voyons les objets rapprochés en images doubles croisées, et la mensuration du relief, qui dépend de la sensation du degré d'innervation qu'il faut pour converger vers l'objet rapproché. Pour se rendre compte de la manière dont nous arrivons à obtenir la sensation du relief, il est préférable de se servir d'images qui sont assez difficiles à confondre, la parallaxe stéréoscopique des objets représentés étant assez forte. Tout d'abord, on fusionne les images d'objets éloignés, et toutes les autres apparaissent en images doubles. On laisse ensuite le regard errer sur la figure, ce qui force à converger plus ou moins, suivant que l'objet est représenté plus ou moins voisin. Après avoir Continué ainsi pendant quelque temps, le relief se manifeste, à peu près comme on peut, les yeux fermés, obtenir une idée très nette de la forme d'un objet en le tâtonnant avec les doigts. En même temps qu'apparaît le relief, les images doubles disparaissent ; on supprime les images de l'un ou de l'autre œil. Si l'un des yeux joue le rôle d'œil directeur (v . p. 288). ce sont habituellement les images de l'autre œil qui sont supprimées, à moins que l'image de l'œil prépondérant ne soit beaucoup plus périphérique que celle de l'autre. Dans les cas où cette prépondérance ne s'est pas développée, les images doubles semblent disparaître suivant la loi de Javal : on supprime celle des images qui occupe la plus petite surface rétinienne. On peut se rendre compte de la manière dont on supprime les images, en regardant une règle qu'on tient obliquement devant les yeux, de façon qu'elle présente une surface plus grande à un œil qu'à l'autre. Qu'elle occupe la position AA (fig. 194), ou la position BB, vue binoculairement elle me semble avoir le Fig. 194.

même aspect que lorsque je ferme l'œil gauche.

Les personnes chez lesquelles la prépondérance d'un œil ne s'est pas développée voient la règle binoculairement, comme elle se présente à l'œil gauche, si elle occupe la position AA. Dans la position BB, elles la voient au contraire comme eile se présente à l'œil droit. '

La discussion des deux théories de la vision binoculaire, celle de Y identité et celle des projections, n'est pas encore close. L'explication de Javal s'applique, au fond, aussi bien à l'une qu'à l'autre. On peut se figurer la projection apprise par l'expérience ; et même le fait de projeter toujours les impressions des deux foveas au même endroit, pierre fondamentale de la vision binoculaire, peut être une chose apprise. C'est, peutêtre, la supériorité de la fovea, quant à l'acuité visuelle, qui nous fait amener toujours les images de l'objet qui nous intéresse à se former sur les deux foveas, et nous pouvons ainsi avoir été conduits à localiser toujours l'impression des deux foveas au même endroit. D'autre part, les partisans de la théorie de l'identité s'appuient sur les observations anatomiques de la semi-décussation dans le chiasma, et surtout sur l'anatomie comparée qui montre que, chez beaucoup d'animaux — les poissons par exemple, — dont les yeux, sont placés de façon à ne pas avoir un champ visuel commun, les nerfs optiques se croisent complètement. Les observations cliniques d'hémianopsie, surtout celles d'hémianopsie partielle, sont un argument de plus en faveur de cette théorie. L'étude de la vision des strabiques, qui est peut-être le moyen le plus propre à trancher la question, montre enfin, comme nous le verrons dans le chapitre suivant, qu'à la suite d'une position fausse des yeux, il peut se développer une espèce de correspondance entre deux points rétiniens qui, dans les circonstances ordinaires, ne sont pas correspondants ; mais cette relation ne prend jamais le caractère d'une vraie vision binoculaire avec fusion, et il suffit quelquefois, chez une personne qui a louché depuis son enfance, de placer les yeux dans une position approximativement correcte, pour que, dans le courant d'une quinzaine de jours, la projection correcte prenne le dessus.

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