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Méthodes et Pratiques Scientifiques. Sciences et vision du monde. De la perception au traitement cérébral Images fixes, images mobiles. De la perception au traitement cérébral. Illusions d’optique. Persistance rétinienne. Essai cage et oiseau : le thaumatrope.
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Méthodes et Pratiques Scientifiques Sciences et vision du monde De la perception au traitement cérébral Images fixes, images mobiles
De la perception au traitement cérébral • Illusions d’optique Persistance rétinienne Essai cage et oiseau : le thaumatrope Détermination de la Fréquence limite Activité expérimentale • Objectif : déterminer la durée de la perception
De la perception au traitement cérébral • Illusions d’optique • Objectif : déterminer la durée de la perception • Moyens : 2 modèles au choix Arbre de fixation Moteur contrôlé en vitesse Tachymètre
De la perception au traitement cérébral • Illusion d’optique Faire varier la fréquence de rotation du moteur (en connaissant sa vitesse) et définir le moment où l’on ne voit plus 2 images mais 1 seule composée des 2 représentations
De la perception au traitement cérébral • Illusion d’optique Synthèse : Pourquoi a-t-on des valeurs différentes en fonction des groupes ? (différences de perception selon les individus) Valeurs autour de 50 ms (20Hz soit 160 tr/min) Et pourtant : dessins animés à 12 images/s…
De la perception au traitement cérébral • Illusion d’optique Pour aller plus loin : la diligence de Western ; effet stroboscopique Roue diamètre 1,2m, 12 rayons Rappel : persistance rétinienne de 50ms Angle entre les rayons : 30° 30° en 50ms soit 600°/s ou encore 1,66 tr/s Périmètre P = p x 1,2 parcouru 1,66 fois par seconde D’où une vitesse de 1,66 x P = 6,28 m/s ou 22,6 km/h A cette vitesse, les roues paraissent immobiles Que se passe-t-il à 43 km/h ? http://www.espace-sciences.org/science/images/images-maj/Perso/manipulations/roue/laroue.swf
Méthodes et Pratiques Scientifiques Sciences et vision du monde De la perception au traitement cérébral Images fixes, images mobiles
Images fixes, images mobiles Activité expérimentale Objectif : créer l’illusion de mouvement Moyens : • Appareil photo numérique • Trépied • Pâte à modeler • Potence et fil de pêche • Logiciel de montage vidéo (MonkeyJam gratuit) Protocole : suspendre une boule de pâte à modeler à la potence et prendre des clichés successifs en faisant varier la hauteur de la boule pour simuler un rebond de 2s ou 4s (24 et 12 i/s)
Images fixes, images mobiles • Activité expérimentale Potence Boule suspendue Appareil Photo Trépied
Photo 3 Photo 4 Photo 1 Photo 2 Photo 15 • Images fixes, images mobiles • Activité expérimentale
Images fixes, images mobiles • Activité expérimentale Les images générées sont introduites dans un logiciel d’animation image par image
Images fixes, images mobiles • Activité expérimentale Synthèse : Le mouvement ne paraît pas ‘naturel’ … La chute d’un objet est régie par des lois physiques L’accélération est celle de la pesanteur (9,81 m/s²) On donne la loi de chute : h = h0 – 9,81 x t² (h altitude en m, temps t en s) Compléter alors le tableau Quand est-ce que la boule touche le sol ? (d’après tableau et littéral)
Images fixes, images mobiles • Activité expérimentale Pour aller plus loin : Introduction à la balistique On ajoute une vitesse de départ inclinée D’où un système à 2 équations : X = v0 x cos x t h = - 9,81 x t² + v0 x sin x t + h0
Images fixes, images mobiles De l’argentique au numérique Anatomie d’un appareil photo argentique Objectif Viseur Film sensible Miroir
Images fixes, images mobiles De l’argentique au numérique Anatomie d’un appareil photo numérique Objectif Viseur Capteur sensible Miroir
11,28 mm 11,28 mm 8,46 mm 1/1,8" 8,46 mm • Images fixes, images mobiles Capteurs photo sensibles Calcul de la taille d’un photosite Une fiche technique par groupe de 3 ou 4 élèves et comparaison Résolution : 3,34 Mpixels 2048 x 1536 Taille d’un photosite : 11,28 / 2048 → 5,51µm 8,46 / 1536 → 5,51µm
Images fixes, images mobiles • Capteurs photo sensibles • Calcul de la taille d’un photosite Synthèse : Validation des calculs élèves, conclusion sur la qualité d’image et comparaison entre plusieurs APN
Images fixes, images mobiles Codage et compression des images Compression et décompression Algorithme Quantification Application à une image de faible résolution Suivant un algorithme simplifié Compression - décompression Analyse des pertes Avantages / Inconvénients
On Monday the weather was sunnyOn Tuesday the weather was sunnyOn Wednesday the weather was sunnyOn Thursday the weather was rainyOn Friday the weather was sunnyOn Saturday the weather was sunnyOn Sunday the weather was sunny 190 characters (100%) Original 1 Mon2 3 41 Tues2 3 41 Wednes2 3 41 Thurs2 3 51 Fri2 3 41 Satur2 3 41 Sun2 3 4 Lookup table1 = On 2 = day3 = the weather was4 = sunny5 = rainy 57+39 = 96 characters(50%) Lossless 33 characters (18%) Lossy Last week, the weather was mostly sunny • Images fixes, images mobiles • Exemple de compression NIKON - Roland Serbielle
Méthodes et Pratiques Scientifiques Sciences et vision du monde De la perception au traitement cérébral Images fixes, images mobiles Sciences et œuvres d’art Photographie et cinéma
Photographie et cinéma • Images de synthèse Activité expérimentale Objectif : animer une maquette numérique Moyens : • SolidWorks • Maquette fournie
Photographie et cinéma • Images de synthèse Synthèse : Difficultés des images de synthèse : • Modélisation de la lumière • Gestion des interférences entre objets Pour aller plus loin : application de textures, ombrages, gestion des lois physiques (chocs, déformations, …) Utilisation de logiciels pro (3DS max)
