C) La Persistance Rétinienne

 1. Explication du phénomène

La persistance rétinienne est une capacité de l’oeil qui consiste en une mémoire immédiate de l’image observée. Cette mémoire est très rapide, elle dure un douzième de seconde. La persistance rétinienne est due à la composition de la rétine. En effet, au niveau de notre rétine, l’oeil possède une couche de cellules photosensibles. Elles possèdent une substance qui se dégrade à la lumière, produisant ainsi une image, puis se régénèrent avant d’être de nouveau dégradées pour une nouvelle image. Cet ensemble de cellules photosensibles se nomme le pourpre rétinien (ou rhodopsine). Mais le pourpre rétinien se reforme très vite, en un douzième de seconde, et c’est durant ce temps que la rétine garde une mémoire de l’image. Celle-ci reste imprimée sur la rétine. Ce phénomène est renforcé si l’image observée est lumineuse (comme lorsqu’on regarde le soleil, on en garde une trace sombre pendant plusieurs secondes).

De plus, il existe deux types de persistance rétinienne : la persistance positive, rapide (durée d'environ 50 ms) de la couleur de l'image qui persiste et la persistance négative plus longue due à une exposition prolongée à une forte intensité lumineuse.

Grâce à  ce phénomène, le cerveau peut avoir l’impression d’un mouvement continu  à condition que les images défilent à plus de 12 images par seconde. Pour plus de fluidité dans le mouvement des objets et des personnages, les dessins animés sont composés de 24 images par seconde.

La persistance rétinienne fut observée pour la première fois par Léonard De Vinci pendant la Renaissance. Il ne put cependant prouver ce phénomène, et ce fut le chimiste et physicien britannique Michael Faraday qui le démontra en 1825.

« Si l'oeil qui regarde l'étoile se tourne rapidement de la partie opposée, il lui semblera que cette étoile se compose en une ligne courbe enflammée. Et cela arrive parce que l'oeil réserve, pendant un certain espace, la similitude de la chose qui brille et parce que cette impression de l'éclat de l'étoile persiste plus longtemps dans la pupille que n'a fait le temps de son mouvement. » - Léonard de Vinci (1452-1519).

Il a été observé qu'à partir de 25 images par seconde, la vingt-cinquième ne serait pas perçue « consciemment » par notre cerveau, mais donc inconsciemment. C'est-à-dire que cette image serait assimilée sans que l'on s'en rende compte, ce qui pourrait avoir des conséquences sur nos réactions, etc ... Nous devons donc être très vigilants du fait que les créateurs des dessins animés peuvent glisser une 25^ème image, appelée image subliminale.

Exemples de phénomènes observés dûs à la persistance rétinienne ...

Avec cette image, si l’on fixe les trois points blancs au milieu de l’image pendant 40 secondes et qu’ensuite on fixe une surface blanche, on verra apparaître un visage d’homme. Ceci est du à la persistance rétinienne.

Avec cette image, il faut regarder le centre du rectangle noir pendant 45 secondes puis fixer une surface blanche. La surprise va être de découvrir le drapeau français.

2. Deux objets : exploiter le phénomène de la persistance rétinienne pour montrer le mouvement continu

Nous avons réalisé deux objets permettant d'exploiter la persistance rétinienne, et afin de montrer le mouvement continu que nous percevons. Il s'agit du Thaumatrope et du Folioscope; deux objets qui ont amenés à la création d'un dessin animé.

          - Le Thaumatrope

Le mot "thaumatrope" est un mot issu du grec ancien "Thauma" et "Tropion" qui signifie "prodige tournant". Cet objet fût inventé par l'astronome John Hershel et commercialisé par l'Anglais John Ayrton vers 1825. C'est, à l'époque,  le premier jouet basé sur le principe de la persistance rétinienne. Il s'agit  d'un petit disque, sur la première face était dessiné un oiseau, et sur la deuxième, une cage. En le faisant tourner très rapidement grâce aux ficelles qui lui sont accrochées aux extrémités, les deux images se superposent, et n'en forment plus qu'une ... On a alors l'impression de voir l'oiseau dans sa cage !

Voici donc le fameux Thaumatrope :

Et celui que nous avons réalisé 

          - Le Folioscope

Le mot "folioscope" est un mot issu du latin "folium"  (la feuille) et du grec ancien "skopein" (examiner) . On attribue son ivention au Français Desvignes vers 1834, mais est breveté par l'Anglais Linett en 1868, et par l'Américain Van Hoevenbergh vers 1872. Un Folioscope est un petit livret, où sur chaque page est représenté une position décomposée. L'illusion du mouvement est alors créée grâce à l'effeuillage du livret.  

Vous pouvez voir ci-dessous le Folioscope que nous avons créé :