Introduction

Le cerveau interprète ce qu’il voit en fonction de ce qu’il connait.
C’est ainsi qu’un dessin en perspective nous apparaît en 3 dimensions.

Sur l’image suivante, seuls des portions de disques et des angles noirs sont tracés.
On "voit" pourtant des triangles blancs : creusé à gauche, équilatéral au centre, bombé à droite.

Il existe de très nombreuses illusions d’optiques.
Présentons-en ici quelques unes, en commençant par des formes géométriques simples.
J’en ai réalisé les dessins, à l’exception des toutes dernières, dont les auteurs sont cités.

Illusions de dimensions

En fonction de leur environnement, les formes nous semblent de différentes dimensions.
Ainsi, sur les figures ci-dessous, contrairement aux apparences, les segments rouge et vert ont exactement la même longueur.

Sur celle-ci, les rectangles blancs sont exactement de la même taille.

Sur celle-ci, les disques noirs sont exactement de la même taille.

Sur celle-ci, les segments noirs sont aussi de la même taille.
Le cerveau est trompé par la perspective ainsi que par le damier (car on estime la taille des segments par rapport aux carreaux).

Ici, les parallélogrammes foncés sont rigoureusement identiques, c’est à dire superposables.
Si si, vous pouvez les mesurer afin de le vérifier !
Le rebord, ainsi que la position en perspective, nous fait croire à tort que les deux formes sont différentes...

Illusions de directions

Les segments verticaux sont parallèles.

Ces segments obliques sont aussi parallèles.

Ces segments verticaux sont parallèles, tout droits et non courbés comme on le pense.

La figure tracée est un carré, dont les bords sont parfaitement rectilignes.
Vous pouvez le vérifier avec une simple règle...

Idem pour celle-ci, seuls des segments rectilignes sont tracés sur cette figure.

Cette figure est plus évoluée mais le principe est le même, les bandes conservent la même largeur et la même direction !

Illusions de couleur

Nous avons vu ci-dessus que le milieu environnant peut nous tromper sur la forme des objets.
Il peut aussi nous tromper sur leur couleur.
Sur l’image suivante, à cause du dégradé de noir, le rectangle nous parait plus clair en haut et plus foncé en bas, alors qu’il est colorié dans en gris parfaitement uniforme.

Dans la même idée, voici autre illusion très célèbre : l’échiquier d’Adelson.

Sur cette image, contrairement aux apparences, les cases A et B sont rigoureusement de la même couleur !

Difficile à croire, mais c’est pourtant la vérité.
Plusieurs animations le montrent sur Internet, certains sont même allés jusqu’à reproduire cette situation pour de vrai.

Illusions 3D

La plus connue est le triangle de Penrose.
C’est un objet impossible conçu par le mathématicien Roger Penrose dans les années 1950.

Il est possible de construire un objet qui, sous un certain angle de vue, aura cet aspect.
Mais si on change de point de vue on voit la supercherie : il y a une cassure.

Beaucoup d’autres constructions de ce genre existent.
Voici par exemple un cube impossible :

Ou encore cet escalier sans fin, que l’on retrouve notamment dans les œuvres de l’artiste M.C. Escher :

Illusions de mouvement

Les deux illusions ci-dessous sont l’oeuvre de Akiyoshi Kitaoka.

La première s’intitule "champ de primevères".
Alors qu’il s’agit d’une image parfaitement fixe, notre cerveau perçoit de troublantes ondulations.

La seconde s’intitule "serpents tournants".
Ici encore, l’image est parfaitement fixe, et pourtant notre cerveau perçoit de mystérieuses rotations.