Chapitre 4. Le traitement des disparités horizontales sur l’ensemble du
V.3 Comparaison des disparités horizontales calculées avec les seuils mesurés
Le Tableau 7 regroupe les caractéristiques pertinentes des couples de verres ophtalmiques étudiés dans le Chapitre 2.
OD OG Signe Valeur maximale gradient (70°x90°) (arcmin/°) Coefficient Gradient/ exc Valeur maximale gradient (7-14°) (arcmin/°) -2.00 -2.00 homonymes 0.013 < Seuil 0.00054 +2,00 +2,00 croisées 0.021 < Seuil 0.00029 +4,00 +4,00 croisées 0.046 < Seuil 0.0006 -2,00(+1,00)90° -2,00(+1,00)90° homonymes 0.0078 < Seuil 0.00031 -2,00(+1,00)0° -2,00(+1,00)0° homonymes 0.0078 < Seuil 0.0001 -2,00(+1,00)45° -2,00(+1,00)135° sup : croisées
inf : homonymes 0.092 < Seuil 0.0033
Galbe +2,00 +2,00 homonymes 0.39 > seuil à partir de
50° d'exc 0.0022
Anisométropie +2,00 +4,00 gauche : homonymes
droit : croisées 0.583 > seuil à partir de 50° d'exc 0.012 Astigmatisme Isométropie sphérique Puissance Type de correction Disparités horizontales
Tableau 7 - Résumé des valeurs de disparités horizontales calculées pour plusieurs couples de verres : leur
signe (croisées ou homonymes), les valeurs maximales du gradient sur l’ensemble de l’ellipse de 70° par 90°, et dans l’anneau compris entre 7 et 14° d’excentricité, et le rapport du gradient sur l’excentricité, s’il est inférieur
ou supérieur à celui du seuil.
Les différents couples sont classés en plusieurs types de correction, correspondant à l’amétropie (isométropie myopique ou hypermétropique, astigmatisme ou anisométropie) ou à la particularité du montage des verres (le galbe). Les puissances de chacun des verres sont également mentionnées. Les caractéristiques des disparités horizontales, leur signe (croisées ou homonymes), les valeurs maximales de gradient sur le champ elliptique de 70 × 90° et sur le champ annulaire compris entre 7 et 14° d’excentricité.
Une première remarque peut être faite sur les valeurs de gradient de disparité horizontale : pour les exemples de couples de verres unifocaux que nous avons étudiés ci- dessus, le disque central de rayon 7° autour du point de fixation des deux yeux présente un gradient moyen de disparité horizontale très faible (proche de zéro). De même, sur la région annulaire comprise entre les excentricités 7 et 14°, la valeur maximale de gradient de disparité horizontale est faible, inférieure à 0,015 minute d’arc par degré, ce qui est très inférieur aux seuils de tolérance et aux seuils juste discriminables que nous avons mesurés.
Pour des puissances comprises entre -2,00 et +2,00 dioptries, les disparités horizontales sont faibles et le rapport du gradient en fonction de l’excentricité est toujours inférieur au seuil. A partir d’une puissance positive de +8,00 dioptries sur les deux yeux, le
rapport de gradient de disparité horizontale sur excentricité commence à dépasser les seuils mesurés au-delà d’une excentricité de 45°. Pour les verres de puissances négatives, comme le montre la progression du gradient de disparité horizontale de la Figure 57, même avec une puissance de -14 dioptries sur les deux yeux, le gradient de disparité horizontale ne dépasse ni les seuils de tolérance sur tout le champ, ni les seuils juste discriminables, entre 7° et 14° d’excentricité. (9°;-25°) 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 -14.00 -10.00 -6.00 -2.00 2.00 6.00 10.00 14.00 Puissance (dioptrie) gradient de disparité horizontale (arcm in/°)
Figure 57 - Courbe du gradient de disparité en fonction de la puissance du couple de verres isométriques.
Données pour le point de coordonnées (9°;-25°).
Pour les couples isométriques sphériques, les valeurs des gradients de disparité horizontale augmentent avec l’augmentation de la puissance des verres, particulièrement pour les verres positifs. Les déformations produites par les disparités horizontales seules de ces couples de verres sphériques de même puissance, inférieure à +8,00 dioptries, ne seraient donc pas perçues. Par contre, pour de fortes puissances positives, les porteurs de lunettes peuvent percevoir par les disparités horizontales des déformations périphériques concaves de l’espace, dues aux disparités horizontales croisées périphériques.
Les verres cylindriques, pour les porteurs astigmates considérés, présentent, comme les verres sphériques unifocaux, des gradients de disparité horizontale inférieurs aux seuils de tolérance et aux seuils juste discriminables. Rappelons, que dans le cas particulier d’astigmatisme dit oblique (à cause des axes de 45 et 135° de la correction cylindrique), la particularité des disparités horizontales est qu’elles sont croisées dans le champ visuel supérieur, et homonymes dans le champ visuel inférieur. Si les valeurs sont plus élevées, pour des astigmatismes plus importants, et atteignent les seuils de tolérance, les disparités horizontales seules pourront produire approximativement une perception d’inclinaison, pour une surface plane en réalité fronto-parallèle, avec le haut vers l’avant et le bas vers l’arrière d’un plan vertical. Les corrections des astigmatismes directs ou inverses (axes du cylindre négatif à 0° ou 90°19), identiques pour les deux yeux, introduisent des disparités horizontales
19 Un exemple d’astigmatisme direct : -1,00(-1,00)0°, ce qui équivaut à -2,00(+1,00)90° ; et un exemple
de répartition relativement semblable aux verres sphériques, avec des valeurs maximales correspondant à la valeur maximale obtenue pour le verre de sphère moyenne20.
Pour le couple de verres de puissance +2,00 dioptries dont le galbe des verres est de 15°, la valeur maximale sur le champ elliptique de 0,39 minute d’arc par degré est inférieure aux seuils de tolérances mesurés pour les excentricités de départ de 7 et 14°. Elle est proche des seuils de tolérance obtenus quand les gradients de disparité horizontale commençaient au point de fixation, pour les disparités homonymes, ce qui est le cas également. De plus, le rapport du gradient en fonction de l’excentricité est supérieur au seuil pour des excentricités supérieures à 50°. Par contre, le gradient maximal entre 7 et 14° est inférieur au seuil convexe juste discriminable, mais, ce dernier dépend fortement de l’observateur. Les disparités horizontales pour ces verres galbés pourraient donc entraîner une perception déformée concave d’un plan.
Enfin pour le cas des anisométropies, pour la différence de 2,00 dioptries entre le verre droit et le verre gauche, la valeur maximale de gradient de disparité horizontale, dans la zone centrale elliptique de 70 × 90°, vaut 0,58 minute d’arc par degré. Cette valeur maximale se trouve dans l’ordre de grandeur des seuils de tolérance mesurés expérimentalement, et le rapport gradient/excentricité est supérieur au seuil à partir de 50° d’excentricité. Néanmoins, la valeur maximale de gradient, dans une zone annulaire comprise entre 7 et 14°, est de 0,012 minute d’arc par degré. Pour cette zone annulaire, comparable aux mesures expérimentales, les seuils juste discriminables sont supérieurs à cette valeur maximale. D’autre part, les disparités horizontales présentent la particularité d’être homonymes dans le champ visuel gauche et croisées dans le champ visuel droit. Aussi les disparités horizontales seules peuvent-elles modifier la perception de la profondeur et déformer un plan vertical en l’orientant selon un axe vertical de telle sorte que la gauche soit vers l’arrière et la droite vers l’avant (correspondant approximativement à l’effet géométrique, décrit dans le Chapitre 1).
A propos des disparités horizontales, notons que pour les verres sphériques isométropiques et non galbés, elles sont homonymes pour les verres négatifs et dans ce cas leurs valeurs maximales sont plus faibles que les valeurs maximales des verres positifs. L’ensemble des expériences a montré que, en champ visuel périphérique, la sensibilité aux disparités homonymes est plus grande que la sensibilité aux disparités croisées. Il est donc intéressant d’observer que, à puissance égale, les disparités sont plus faibles quand elles sont homonymes (cas des seuils les plus faibles) que quand elles sont croisées (cas des seuils les plus élevés).
Les disparités horizontales sont donc inférieures, en termes de gradient, aux seuils de tolérance et juste discriminables pour les cas généraux, c’est-à-dire de corrections semblables
20 La sphère moyenne correspond à la puissance moyenne entre les deux axes. Pour les deux exemples ci-dessus,
entre les deux yeux et inférieures à +8,00 dioptries, et de galbe nul. Par contre, dans les cas particuliers d’anisométropie ou de montage des verres avec un galbe, les gradients deviennent importants.
VI Conclusion générale sur les disparités horizontales
La méthode d’ajustement ascendant que nous avons utilisée est appropriée à notre étude en grand champ et à l’application aux verres ophtalmiques. D’une part, la méthode de stimuli constants donne des valeurs de seuils très faibles, avoisinant les limites de résolution de l’affichage nécessaire pour une présentation de grande taille de champ visuel. D’autre part, la sensibilité aux disparités binoculaires qui nous intéresse pour l’étude des verres ophtalmiques s’apparente plus à des seuils de tolérance aux disparités qu’à des seuils de détection purs. De plus, la vitesse d’affichage choisie, de 3 images/s, est préférable à une vitesse supérieure. Cette méthode d’ajustement ascendant est plus proche de conditions naturelles.
Dans la perception de déformation du plan fronto-parallèle par des disparités horizontales de variation continue, le système stéréoscopique humain semble traiter les disparités horizontales de façon globale : il traiterait les gradients de disparité horizontale plutôt que les différences de disparité, en fonction de la localisation de leur point de départ. Les disparités horizontales seraient donc analysées de façon dérivative (le gradient au niveau d’un point de l’image est la dérivée de la disparité en ce point, cf. Chapitre 1). De plus, la sensibilité aux disparités horizontales dépend de leur signe, elle est plus faible pour les disparités croisées et plus forte pour les disparités homonymes.
Les disparités horizontales sont traitées avec un plan de référence qui n’est pas nécessairement le plan de fixation (Glennerster et al., 2002). Dans notre cas, ce pourrait être la plus grande zone disparate ou la grande périphérie qui présente les disparités les plus importantes. En effet, avec l’introduction progressive des disparités, les observateurs percevaient plus la zone centrale, sans disparité ajoutée, se déplacer que la périphérie disparate. Les disparités horizontales ne donnent pas une information précise sur la convergence des yeux et le plan de fixation puisqu’elles perturbent la perception au point d’avoir l’impression que le point de fixation se déplace en profondeur. Pour cela, les disparités horizontales jugeraient de la profondeur relative, plutôt que de la profondeur absolue.
Des post-effets de relief peuvent être observés suite à l’introduction de disparités horizontales de variation continue dans le champ visuel. Ce phénomène se manifeste par une perception de déformation d’une surface plane, sans disparité, la déformation étant de courbure opposée à celle produite immédiatement avant par les disparités horizontales introduites. Cet effet consécutif de relief est intéressant à mentionner, puisqu’il peut se
produire avec des verres ophtalmiques : les disparités binoculaires introduites dans le champ visuel du porteur de verres ophtalmiques peuvent ne plus être perçues avec l’adaptation, mais lors du retrait de ses lunettes le porteur peut avoir l’impression qu’une surface plane, telle qu’un mur, est déformée, alors qu’elle ne lui semblait plus l’être avec ses lunettes. Notons que dans notre présente analyse des éventuels post-effets, nous avons évoqué la possibilité d’effets consécutifs à des disparités infraliminaires. La mesure des seuils par la méthode de stimuli constants a permis de mettre en évidence des seuils de sensibilité aux déformations très faibles par rapport à la méthode d’ajustement ascendant. Aussi, les post-effets étudiés avec la méthode d’ajustement n’étaient jamais réellement infraliminaires, ce qui explique pourquoi ils pouvaient influencer les seuils. Une expérience avec des post-effets infraliminaires, au sens des mesures en stimuli constants, serait intéressante mais difficile à mettre en place compte tenu de la limitation au niveau de la résolution de l’écran de grand champ. Notre étude des post-effets a été réalisée à partir de mesures obtenues dans un tout autre but, le protocole initial n’était pas construit pour cette étude. Néanmoins, les différents points soulevés dans la présente analyse, et particulièrement la relation entre l’importance du post-effet et le seuil mesuré, incluant les effets consécutifs à des disparités horizontales que l’on qualifie d’infraliminaires, seraient des aspects pertinents à étudier sur les effets consécutifs de relief. Pour ce faire, il serait nécessaire de mettre en place une nouvelle expérience où les conditions de mise en évidence des post-effets seraient contrôlées.