Persistance retinienne version 3

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LES DESSINS

ANIMÉS Juliette LARROUY

Ornella ANGELI

Zoé WINCK

Alors que notre enfance fut bercée par des dessins animés, nous nous sommes aujourd'hui interrogées sur leur fonctionnement. Nous savions que ces animations étaient formées de plusieurs images successives, mais quels étaient les raisons physiologiques ? Nous avons d'abord associé ce phénomène de continuité à l'œil, mais après plusieurs recherches nous nous sommes

rendues compte que le cerveau était également impliqué.Alors ? Quel étrange mécanisme

s'opère dans notre corps alors que nous contemplons innocemment ces

histoires féériques ? De l'image a l'animation, comment l'homme est-t-

il trompé ?

Vous croyez voir un cheval galoper, n’est ce pas ?

Et bien sachez que vous vous trompezNous allons décortiquer petit a petit ce qui se

passe au niveau de votre œil.

De l’image a l’animation, comment l’homme est il

trompé ?

I.Pourquoi ? II.Comment ?

Conclusion/ Sources

1. La persistance rétinienne2. L’effet phi

1. L ’histoire2. Nos réalisations

1. La persistance rétinienne

2. L’effet phi

Commençons par quelques petits rappels rapides sur la structure de l’œil.

Membrane de l'oeil formée de cellules nerveuses

Membrane de l'oeil formée de cellules nerveuses

Membrane la plus externe de l'oeil.

Filament blanchâtre reliant le cerveau aux yeux

L’animation que vous avez visionné précédemment n’est autre que la

succession de ces images

En effet la succession d’images très proche les unes des autres en un temps précis est

perçue comme un mouvement continu. Cette illusion est notamment due au principe de la persistance rétinienne.

Mais qu’est ce que la persistance rétinienne?

Fixez le pixel au centre de l’image. Attendez (20 seconde).

Etonnant n'est ce pas?Notre œil ou plus précisément notre rétine a la

capacité de garder en mémoire pendant une fraction de seconde une image alors que celle-ci a

déjà disparu. On appel ce phénomène « la persistance rétinienne ».

A quoi est due cette persistance?

L'origine de ce fait provient de la rétine qui possède des photorécepteurs capables de transformer les rayons lumineux en signal

électrique. Or lorsque l'image est interrompue, cette activité chimique demeure un certain temps (1/12e de seconde). Ainsi grâce à la persistance rétinienne notre œil pense voir un mouvement

lorsqu’il voit une succession d'images très rapprochées, d’où provient l’illusion.

Que se passe t il au niveau de la rétine?

Les images que nous recevons de l'extérieur se forment au fond de notre œil sur la rétine. Celle-ci possède une structure complexe dans laquelle on peut reconnaître une dizaine de couches mais nous ne mentionnerons que trois couches et nous parlerons plus en détails de la troisième couche dans les pages qui suivent car c’est elle qui nous intéresse:

La couche contenant les cellules ganglionnaires dont les prolongements (axones) se rassemblent pour former le nerf optique et qui sont chargées de transmettre les informations au cerveau.

La couche granuleuse interne qui contient les cellules bipolaires.

La couche qui contient les photorécepteurs rétiniens Partie pigmentaire

Axone : Prolongement du neurone dans lequel circule l'influx nerveux

Les cellules photoréceptrices (cônes et bâtonnets) transforment les influx lumineux en influx nerveux, qui sont analysés par le cerveau (lobe occipital) après leur passage par les voies optiques.

Sur la rétine…

CônesBâtonnets

Expérience.

Pour prouver que l’énergie lumineuse peut être transformé en énergie électrique nous avons procédé à une petite

expérience a l’aide d’une cellule photo voltaïque relier a un voltmètre et d’une lampe. Nous avons branché la cellule au

voltmètre et nous avons caché la lumière (photo 1) le voltmètre afficher 0 volt. Nous avons ensuite exposé la cellule photovoltaïque a la lumière : le voltmètre affiche alors 1.007

V (Photo 2).

Pigment

Lorsque les pigments reçoivent des photons (particules de lumière), le rétinal change de

forme. On nomme cette réaction la décoloration du pigment. Cette décoloration amorce une

série de réactions chimiques qui transforment le stimulus lumineux en activité électrique (ou

influx nerveux).L’influx nerveux est alors transporté par les axones du nerf optique jusqu’aux zones du

cerveau impliquées dans la vision.

Mitochondries

Noyau

Disques

Bâtonnets

Lorsqu'un cône ou un bâtonnet est activé par la lumière, il passe ensuite à un état insensible pendant un certain temps, puis redevient activable. Ces différents temps sont dus aux réactions photo-chimiques entre l'énergie lumineuse et les différents pigments. La durée pendant laquelle le cône (ou

bâtonnet) n'est plus sensible à un changement de la lumière est le temps qu'il lui faut pour reconstituer son pigment. Tant

que la concentration de pigment dans la cellule n'a pas atteint un certain seuil, le neurone continue d'être stimulé.

C'est une partie de l'explication du phénomène de persistance rétinienne, on « voit » des traces lumineuses

alors que la lumière s'est arrêtée.

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L’effet phi

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2. Nos réalisations

1. L’histoire.

20061832

Comment en sommes nous arrivez la?

En 1832, bien avant l'invention du cinéma, Joseph Plateau fabriqua un jouet d'optique

appelé phénakistiscope ( montage réalisé cf. "nos

réalisations"). Il s'agissait d'une roue que l'ont divisait en

plusieurs quartiers, dans chaque quartier on dessinait un objet ou des personnages qui effectuait

un mouvement (comme un cheval qui court ). De l'autre coté de la roue on perçait des fentes entre

chaque dessin. On fixait le dispositif sur une baguette afin de pouvoir le faire tourner et

l'utilisateur se plaçait devant un miroir qu'il regardait à travers les

fentes de la roue . Quand il faisait tourner la roue il voyait

alors les dessins qui se reflétaient dans le miroir se

succéder rapidement ,il voyait l'animation (cf.; Parti I:

pourquoi?).

L'animation de 1861 à nos jours

Les animations réalisées grâce à ce dispositif ne duraient pas plus de deux secondes à cause du manque de place

sur la roue et étaient un peu floues. De nombreux inventeurs du 19e, 20e et 21e siècle continuèrent à

améliorer ce dispositif.En 1834 , William George Homer réalise un zootrope qui

utilise le même principe de fente que le phénakistiscope. Il était composé d'un tambour tournant et fendu dans

lequel on dessinait les images.

Ce dispositif était plus solide et plus stable que le premier mais les mêmes problèmes de qualité et de duré de

l'animation se posaient.

En 1876, Emile Reynaud reprit le principe du zootrope en l'améliorant avec un

système de miroir. Il dispose un deuxième tambour plus petit dans le premier sur lequel il colle des miroirs de taille égale devant chaque image et il supprime les

fentes , c'est le praxinoscope (réalisation cf. nos réalisation). Il suffit alors de

regarder un des miroir fixement puis de faire tourner la roue sans bouger son

regard, on a alors l'impression de voir une animation dans un miroir alors que les miroirs se succèdent. L'image devient

alors plus nette. Le succès de son praxinoscope permet à l'inventeur

d'améliorer son dispositif.

L'image devient alors plus nette. Le succès de son praxinoscope permet à l'inventeur d'améliorer son dispositif.

En 1879 il ajoute à son invention une petite ouverture par laquelle l'utilisateur doit regarder, il dispose entre cette

ouverture et l'animation un verre semi opaque qui reflète un petit décor dessiné côté spectateur ce qui donne l'impression que les personnage de l'animation se trouve dans ce décor ,

c'est le praxinoscope théâtre. Puis en 1880 à l'aide d'une lanterne magique (source lumineuse que l'on fait passé par des plaques de matériaux transparents afin de projeter une image sur un mur) il invente le praxinoscope a projection qui

permet de projeter son animation sur un mur.

Mais c'est en 1888 qu'Emile Reynaud créer le premier dispositif permettant de projeter une

animation racontant une petite histoire, c'est le théâtre optique. Emile Reynaud dessine son

animation sur un long rouleau de gélatine qu'il déroule au fur et a mesure sur un dispositif identique au praxinoscope à projection puis s'enroule à nouveau sur une autre bobine .

Ce dispositif ressemble énormément au cinématographe classique sauf pour quelques

détails tel que l'utilisation de gélatine à la place de cellulos.

En 1908 Emile Cohl produit le premier dessin animé sur pellicule de cinéma et le dessin animé continua a évoluer en même temps que le cinéma, Les dialogues apparurent entres

les personnages , on colora les bandes ,la qualité fut meilleure et les films de plus en plus longs(de quelques

minute a plusieurs heures). Alors que l'on devait dessiner les dessins un par un à la main aujourd'hui des logiciels

d'ordinateur permettent de créer des personnages en trois dimensions, il suffit alors de leur donner des expressions

types ou de leur faire effectuer un mouvement et l'ordinateur se charge du reste ! La qualité de ces animations est parfaite

et les mouvements des personnages sont très fluides.

Encore plus récemment certains dessins animés sont maintenant composés de deux images par plan pour donner une impression de relief. L’image est ensuite

observée a travers des lunettes spéciales. On est donc bien loin du phénakistiscope de Joseph Plateau!

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Nos réalisations.Le phénakistiscope.Tout d'abord nous découpons dans une feuille cartonnée un

disque de 40 centimètres de diamètre que nous divisons en seize quartiers.

Entre chaque quartier, nous découpons des fentes de cinq centimètres de longueur sur un centimètre de largeur de

sorte que l'on puisse voir a travers.Nous recouvrons le disque d'adhésif "marbre" car la couleur

verte est trop foncée.

Nos réalisations.Le phénakistiscope.

Nous dessinons seize images qui représentent un personnage simple qui effectue un mouvement cyclique. Tous les dessins

doivent être proportionnels. Les traits sont épais pour bien distinguer le personnage.Nous fixons le disque sur une roue puis sur un support.

Le praxinoscope .

Nos réalisations.Nous découpons douze rectangles en carton de 4,7cm de largeur sur 12,4

de longueur. Pour trouver ces mesures il faut tracer un cercle que l'on divise en douze quartiers puis

tracer les douze tangentes perpendiculaires aux douze rayons

enfin on mesure les tangentes.Nous recouvrons les rectangles d'adhésif miroir. Nous fixons les douze miroirs sur un cylindre en plastique à l'aide de pâte a fixe.Sur une planche, nous fixons un "dessous de pot " en plastique

transparent avec un écrou et un boulon placés au centre de celui-ci afin de créer un axe de rotation.Nous centrons ensuite le cylindre afin que l'axe passe aussi par son

centre et nous le fixons

Nous fabriquons un deuxième cylindre plus grand que le

premier avec une feuille de plastique puis nous peignons le "dessous de pot" et le second

cylindre avec une peinture pour plastique blanche.

Nous dessinons douze images de 10 centimètres sur 14 sur

lesquelles des personnages simples effectuent un mouvement cyclique.

Nous repassons les traits afin que l'on puisse bien voir les

dessins.nous fixons une image devant

chaque miroir.

Nos réalisations.Le praxinoscope .

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Nous voilà a présent bien renseignés. Après quelques expériences préliminaires, nous avons pu expliquer cette impression de continuité sur laquelle est basée le dessin animé. La première est liée a l'œil, c'est la persistance

rétinienne. Elle prend place dans la rétine. La seconde est l'effet phi, qui est lui lié au cerveau.

Depuis le début du XIXème siècle de nombreux scientifiques ont créé des machines optiques de plus en plus

complexes et efficaces qui permettent de transformer de simples images en animations.

Nos sources

Afin de mieux comprendre ces Hommes qui ont fabriqué de nombreuse machines

optiques, nous avons à notre tour réalisé un praxinoscope et un phénakistiscope. Pour ouvrir ce sujet sur un thème plus

actuel, nous avons aussi réalisé un court dessin animé par ordinateur, technique

utilisée aujourd'hui pour la quasi-totalité des dessins animés.

Nos sources.

La cinémathèque françaiseLe cerveau a tous les niveaux

http://lecerveau.mcgill.ca/flash/i/i_02/i_02_p/i_02_p_vis/i_02_p_vis.html

Wikipédiahttp://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_phi

http://fr.wikipedia.org/wiki/Persistance_r%C3%A9tinienne

Le site de la cinémathèque française

http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/optigeo/retine.html