Effet d'un contexte visuel incliné : vers une explication en termes d'inclinaison du plan médian apparent - article ; n°2 ; vol.97, pg 267-292

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L'année psychologique - Année 1997 - Volume 97 - Numéro 2 - Pages 267-292
Summary: Towards an alternative hypothesis for the rod-and-frame effect.
Adjusting a rod to the gravitational vertical in the presence of a large square or rectangular tilted frame leads to a significant deviation towards the orientation of the frame. According to the «vectiorial hypothesis», the tilted frame produces a self-tilt illusion in the observer, in a direction opposite to that of the frame. This self-tilt illusion is similar, by analogy, to the self-motion induced by rotating peripheral displays. A compensatory process, engaged in response to the illusory body tilt induced by the tilted frame, would explain the deviation ofthe subjective vertical towards the direction of the frame. However, although widely held, there is little direct evidence supporting this hypothesis. Moreover, other empirical observations support an alternative possibility that the frame effect, like the Dietzel-Roelofs effect, could arise because of a tilt of the apparent median plane of the observer towards the frame. This hypothesis may be referred as «the apparent-median-plane-tilt hypothesis». The aim of this paper is threefold. First, we describe a number of different hypotheses about the frame effect. We focus on two : the vectional hypothesis and the apparent-median-plane-tilt hypothesis. Second, we attempt to explore the generality of the vectional hypothesis and third, we try to distinguish between the vectional hypothesis and the apparent-median-plane-tilt hypothesis.
Key words : rod-and-frame effect, perception of verticality, apparent median-plane.
Résumé
L'effet-cadre traduit l'influence de l'inclinaison d'une configuration visuelle rectangulaire ou carrée sur la perception de la verticale. Cet effet est mis en évidence, le plus souvent, lors de la passation du test de la baguette et du cadre, épreuve plus communément appelée Rod and Frame Test ou RFT. Plusieurs explications de ce phénomène ont été proposées mais l'hypothèse vec-tionnelle est celle qui, depuis les années soixante-dix, rallie incontestablement le plus grand nombre de chercheurs. Dans ce contexte, les déviations de la verticale subjective seraient, par analogie à la vection optocinétique, la conséquence d'une illusion d'inclinaison du corps en sens inverse du cadre. Cette proposition souffre toutefois d'une absence de preuves directes attestant l'existence, au RFT, d'un processus vectionnel de nature optostatique. Un certain nombre d'éléments plaident plutôt en faveur d'une hypothèse minoritaire selon laquelle l'effet-cadre, similaire à l'effet Dietzel-Roelofs, résulterait de l'inclinaison subjective du plan médian apparent dans le sens du cadre. L'objectif est ici d'examiner les principales hypothèses explicatives de l'effet-cadre, de présenter les limites de l'hypothèse vectionnelle et d'apporter les éléments permettant de montrer tout l'intérêt de l'hypothèse d'inclinaison du plan médian apparent.
Mots-clés : effet-cadre, perception de la verticale, plan médian apparent.
26 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.
Publié le : mercredi 1 janvier 1997
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M. Luyat
T. Ohlmann
Effet d'un contexte visuel incliné : vers une explication en termes
d'inclinaison du plan médian apparent
In: L'année psychologique. 1997 vol. 97, n°2. pp. 267-292.
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Luyat M., Ohlmann T. Effet d'un contexte visuel incliné : vers une explication en termes d'inclinaison du plan médian apparent.
In: L'année psychologique. 1997 vol. 97, n°2. pp. 267-292.
doi : 10.3406/psy.1997.28953
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/psy_0003-5033_1997_num_97_2_28953Abstract
Summary: Towards an alternative hypothesis for the rod-and-frame effect.
Adjusting a rod to the gravitational vertical in the presence of a large square or rectangular tilted frame
leads to a significant deviation towards the orientation of the frame. According to the «vectiorial
hypothesis», the tilted frame produces a self-tilt illusion in the observer, in a direction opposite to that of
the frame. This self-tilt illusion is similar, by analogy, to the self-motion induced by rotating peripheral
displays. A compensatory process, engaged in response to the illusory body tilt induced by the tilted
frame, would explain the deviation ofthe subjective vertical towards the direction of the frame. However,
although widely held, there is little direct evidence supporting this hypothesis. Moreover, other empirical
observations support an alternative possibility that the frame effect, like the Dietzel-Roelofs effect, could
arise because of a tilt of the apparent median plane of the observer towards the frame. This hypothesis
may be referred as «the apparent-median-plane-tilt hypothesis». The aim of this paper is threefold.
First, we describe a number of different hypotheses about the frame effect. We focus on two : the
vectional hypothesis and the hypothesis. Second, we attempt to explore the
generality of the vectional hypothesis and third, we try to distinguish between the vectional hypothesis
and the apparent-median-plane-tilt hypothesis.
Key words : rod-and-frame effect, perception of verticality, apparent median-plane.
Résumé
L'effet-cadre traduit l'influence de l'inclinaison d'une configuration visuelle rectangulaire ou carrée sur la
perception de la verticale. Cet effet est mis en évidence, le plus souvent, lors de la passation du test de
la baguette et du cadre, épreuve plus communément appelée Rod and Frame Test ou RFT. Plusieurs
explications de ce phénomène ont été proposées mais l'hypothèse vec-tionnelle est celle qui, depuis les
années soixante-dix, rallie incontestablement le plus grand nombre de chercheurs. Dans ce contexte,
les déviations de la verticale subjective seraient, par analogie à la vection optocinétique, la
conséquence d'une illusion d'inclinaison du corps en sens inverse du cadre. Cette proposition souffre
toutefois d'une absence de preuves directes attestant l'existence, au RFT, d'un processus vectionnel de
nature optostatique. Un certain nombre d'éléments plaident plutôt en faveur d'une hypothèse minoritaire
selon laquelle l'effet-cadre, similaire à l'effet Dietzel-Roelofs, résulterait de l'inclinaison subjective du
plan médian apparent dans le sens du cadre. L'objectif est ici d'examiner les principales hypothèses
explicatives de l'effet-cadre, de présenter les limites de l'hypothèse vectionnelle et d'apporter les
éléments permettant de montrer tout l'intérêt de l'hypothèse d'inclinaison du plan médian apparent.
Mots-clés : effet-cadre, perception de la verticale, plan médian apparent.L'Année psychologique, 1997, 97, 267-292
NOTE THÉORIQUE
Laboratoire de Psychologie expérimentale
Université Pierre M endès- France1
EFFET D'UN CONTEXTE VISUEL INCLINE:
VERS UNE EXPLICATION
EN TERMES D'INCLINAISON
DU PLAN MÉDIAN APPARENT
par Marion LUYAT et Théophile OHLMANN
SUMMARY : Towards an alternative hypothesis for the rod-and-frame
effect.
Adjusting a rod to the gravitational vertical in the presence of a large
square or rectangular tilted frame leads to a significant deviation towards the
orientation of the frame. According to the «vectional hypothesis», the tilted
frame produces a self-tilt illusion in the observer, in a direction opposite to that
of the frame. This is similar, by analogy, to the self-motion
induced by rotating peripheral displays. A compensatory process, engaged in
response to the illusory body tilt induced by the tilted frame, would explain the
deviation of the subjective vertical towards the direction of the frame. However,
although widely held, there is little direct evidence supporting this hypothesis.
Moreover, other empirical observations support an alternative possibility that
the frame effect, like the Dietzel-Roelofs effect, could arise because of a tilt of
the apparent median plane of the observer towards the frame. This hypothesis
may be referred as «the apparent-median-plane-tilt hypothesis». The aim of
this paper is threefold. First, we describe a number of different hypotheses
about the frame effect. We focus on two : the vectional hypothesis and the
apparent-median-plane-tilt hypothesis. Second, we attempt to explore the
generality of the vectional hypothesis and third, we try to distinguish between
the vectional hypothesis and the apparent-median-plane-tilt hypothesis.
Key words : rod-and-frame effect, perception of verticality, apparent
median-plane.
1 . BP 47, 38040 Grenoble Cedex 9. 268 Marion Luyat et Théophile Ohlmann
A / INTRODUCTION
La force de gravité ordonnant l'environnement relativement
à sa direction, les nombreuses directions verticales qui en décou
lent (arbres, constructions architecturales) peuvent être utilisées
pour attester indirectement de la direction gravitaire. A la suite
des travaux pionniers de Wertheimer (1912) et de Kleint (1936),
le rôle des informations visuelles statiques dans la perception de
la verticale a été étudié de manière systématique par Witkin et
Asch (Asch et Witkin, 1948 a; Asch et Witkin, 1948 6;
et Asch, 1948). L'inclinaison d'une pièce entière, en tangage
(Asch et Witkin, 1948 a) ou en roulis (Asch et Witkin, 19486;
Singer, Purcell et Austin, 1970 ; Howard et Childerson, 1994),
provoque une déviation importante de l'ajustement d'une
baguette à la verticale dans le sens de la pièce. Mais l'inclinaison
d'un contexte visuel aussi structuré et familier qu'une pièce
n'est pas nécessaire pour la production d'un tel effet. La simple
utilisation d'un grand cadre lumineux incliné en roulis provoque
des déviations de la verticale subjective non négligeables (Wit
kin et Asch, 1948). Cette épreuve du cadre et de la baguette, le
Rod and Frame Test ou RFT, constitue un paradigme expér
imental intéressant et très souvent utilisé dans la littérature pour
étudier l'influence des références visuelles statiques sur la per
ception et le contrôle de l'orientation.
L'effet-cadre, qui reflète les déviations de la verticale subjec
tive induites par l'inclinaison du cadre, a donné lieu à plusieurs
hypothèses plus ou moins compatibles entre elles mais se situant
toutefois à des niveaux d'explication différents. Ainsi, on peut
distinguer les propositions basées sur: (i) les effets optico-géo-
métriques sous-tendus par de simples interactions visuo-
visuelles; (ii) les interprétations gestaltistes dans lesquelles le
cadre est considéré comme un substitut du monde visuel ayant
les mêmes effets qu'un environnement réel ; (iii) les interactions
visuo-posturales supposées organiser l'orientation générale du
sujet à la fois au niveau des objets qui l'entourent et de son
propre corps et enfin (iv), les interactions visuo-vestibulaires
conduisant à l'hypothèse vectionnelle qui interprète l'effet-cadre
comme le résultat d'une illusion d'inclinaison de l'observateur
en sens inverse du cadre. Aujourd'hui, bien que cette dernière Hypothèses concernant l'effet-cadre 269
proposition fasse la quasi-unanimité des chercheurs, elle pose un
certain nombre de problèmes et l'effet-cadre conçu comme le
résultat d'une inclinaison apparente du plan médian pourrait
constituer une alternative intéressante.
B/DES HYPOTHESES MINORITAIRES
DE L'EFFET-CADRE
B.l. Une illusion optico-géométrique
D'après quelques auteurs, l'effet visuel produit par l'inclinai
son du cadre appartient à la même classe d'effet que certaines
illusions optico-géométriques comme les illusions de Zöllner ou
de Hering (Wenderoth, 1974 ; Gogel et Newton, 1975 ; Wender
oth et Beh, 1977; Coren et Hoy, 1986; Wenderoth et Johns
tone, 1987). Ces illusions ont la caractéristique de pouvoir être
expliquées, du moins en partie, par des processus purement
visuels comme le contraste d'orientation (Howard, 1982). Le
contraste d'orientation, tendance du système visuel à surestimer
la valeur des angles aigus, s'expliquerait par des interactions
latérales inhibitrices entre cellules d'orientation sélectives du
cortex visuel (Carpenter et Blakemore, 1973).
Au RFT, l'angle formé par la baguette et le côté du cadre le
plus parallèle à la baguette serait surestimé (voir fig. 1). Une
baguette objectivement verticale serait donc perçue inclinée
d'une certaine valeur, en direction opposée à celle du cadre. Afin
de compenser cette inclinaison apparente, le sujet ajusterait la
baguette d'une valeur correspondante au degré d'inclinaison
perçu mais en sens inverse, c'est-à-dire en direction de l'inclinai
son du cadre.
Cette explication de l'effet-cadre en termes d'illusion visuelle
est étayée par deux arguments. Le premier est l'existence, dans
certaines études, d'une corrélation positive entre le RFT et l'ill
usion de Zöllner (Immergluck, 1966 ; Shinar, 1977). Le deuxième
argument est l'analogie existant entre l'illusion d'inclinaison
(Tilt Inclination) et l'effet-cadre. L'illusion d'inclinaison est l'ef
fet que produit l'inclinaison d'une ou plusieurs lignes (figure
inductrice) sur l'orientation perçue d'une autre ligne (Over, Marion Luyat et Théophile Ohlmann 270
Fig. 1. — Contraste d'orientation en présence d'un cadre incliné.
L'angle a formé par la baguette verticale b et le bord du cadre est sures
timé, il est alors vu comme l'angle a'. L'observateur ajustera la baguette
en b' d'un angle égal à l'écart d'inclinaison perçu (D'après Cian, 1992).
The contrast of orientation in the presence of a roll tilted frame. The
angle a between the vertical rod b and the right lateral side of the frame is over
estimated and seen as the angle a'. Then, the rod is set in b' to compensate for
its apparent tilt (From Cian, 1992).
Broerse et Crassini, 1972). Le contraste d'orientation expliquer
ait presque totalement cette illusion (Howard, 1982).
Cette hypothèse visuelle de l'effet-cadre doit être, toutefois,
modulée étant donné que les partisans de cette explication uti
lisent, par ailleurs, des cadres de petite taille angulaire. Dans
l'ensemble de ces recherches en effet, les dispositifs compren
nent des tailles angulaires de 6° (Coren et Hoy, 1986),
voire 10° (Gogel et Newton, 1975) au maximum. Dans de telles
conditions, les erreurs d'ajustements à la verticale observées
n'excèdent pas 2° d'amplitude, ce qui correspond effectivement
au maximum d'effet dont peut rendre compte le contraste
d'orientation (Goodenough, Oltman, Sigman, Rosso et Mertz,
1979 a).
Un cadre de grande taille provoque, cependant, des erreurs
bien supérieures à 2° puisque ces dernières peuvent aller de 4°,
pour un cadre de 28° de taille angulaire incliné de 15° en roulis
(Brenet et Luyat, 1995), à 9°, pour un cadre de 54° incliné en
roulis de 20° (Di Lorenzo et Rock, 1982). Pour certains (Goode
nough et al., 1979 a; Ebenholtz et Glaser, 1982; Ebenholtz,
1985 a ; Spinelli, Antonucci, Daini, Fanzon et Zoccolotti, 1995), Hypothèses concernant l'effet-cadre 271
il est vraisemblable que selon la taille du dispositif concerné, des
processus différents soient impliqués dans le RFT (théorie
des deux processus). Ainsi, si le contraste d'orientation peut
expliquer en totalité les erreurs observées avec des cadres
inférieurs à 10° de taille angulaire, des facteurs supplémentaires
sont indispensables pour rendre compte des effets des grands
cadres.
B.2. Une sous-estimation d'inclinaison
L'hypothèse proposée par Rock (Rock, 1990 ; Rock, 1992) et
Di Lorenzo et Rock (1982) s'inscrit dans le courant gestaltiste et
postule qu'un cadre suffisamment grand se substitue aux axes
visuels habituels de l'environnement, déterminant ainsi la per
ception de la verticale. L'influence du cadre serait le résultat
d'une tendance à accepter un cadre incliné comme étant droit
ou moins incliné qu'il ne l'est réellement. Cet effet est appelé le
righting effect.
Dans le but de vérifier cette hypothèse, Di Lorenzo et Rock
(1982) utilisent l'ajustement non pas d'une baguette à la verti
cale mais du cadre lui-même. Dans l'éventualité d'un righting
effect complet, le cadre incliné devrait apparaître vertical dans
sa position initiale. Dans le cas d'un effet partiel, l'amplitude de
la sous-estimation de l'inclinaison du cadre doit être égale au
degré des déviations obtenues. Les sujets visualisent pendant
quatre minutes un cadre de grande taille angulaire (54°) incliné
en roulis de 20°. Après ce délai, ils doivent ajuster le cadre tel
qu'il apparaisse droit. Une passation standard du RFT (ajust
ement de la baguette) est ensuite administrée.
Les résultats sont conformes aux prédictions : des erreurs
d'ajustement du cadre dans le sens de la position initiale sont
observées. L'effet de righting est de l'ordre de 7,7° en direction
du cadre, l'effet-cadre standard étant légèrement supérieur, de
l'ordre de 9,9°. Le righting- effect et le RFT sont par ailleurs corré-
lés : r = 0,58 ; j9<0,05 lorsque le cadre est incliné à gauche, et
r = 0,72;p<0,01 lorsque le cadre est incliné à droite.
Cette idée d'une sous-estimation de l'inclinaison du cadre
est intéressante mais difficile à valider expérimentalement.
Selon Ohlmann (1988), faute de contrôles adéquats, la
méthode utilisée par Di Lorenzo et Rock pourrait, en fait, 272 Marion Luyat et Théophile Ohlmann
mettre en évidence un simple effet de position initiale du st
imulus voire des effets consécutifs plus complexes, en particul
ier posturaux, qui restent à étudier.
B.3. Un conflit visuo-postural
Witkin et Asch proposèrent initialement d'interpréter les
erreurs déclenchées par les cadres ou les chambres inclinées
comme résultant d'un conflit entre la vision et les informations
posturales, ces dernières incluant les données vestibulaires,
somesthésiques et tactiles (Witkin et Asch, 1948). Les impor
tantes différences interindividuelles observées en présence de
configurations visuelles statiques inclinées sont alors interpré
tées comme résultant du poids différent accordé aux deux
grandes sources d'informations que sont, d'une part, les direc
tions visuelles et, d'autre part, la direction gravitaire codée par
l'ensemble des données posturales.
Conservant l'important rôle fonctionnel dévolu à la posture
au niveau de l'orientation spatiale, Ohlmann suggère une
approche vicariante de trois principaux référentiels spatiaux
(Ohlmann, 1988; 1990 a; 19906; 1995 a; 1995 6). Ces référent
iels, auxquels l'individu peut se référer pour effectuer son juge
ment de verticalité, sont, premièrement, le référentiel gravitaire,
direction de l'accélération gravitaire détectée grâce aux récep
teurs vestibulaires, mais également au moyen des capteurs enga
gés dans le contrôle de la posture ; deuxièmement, le référentiel
visuel constitué à partir des principales directions verticales
ambiantes et, enfin, le référentiel égocentré ou axe Z (axe corpor
el, céphalo-caudal). L'ensemble des référentiels serait dispo
nible pour chaque individu mais certains seraient plus facil
ement évocables que d'autres. De plus, le choix préférentiel à
l'égard d'un type de référence serait différent d'un individu à
l'autre et fortement tributaire de la situation environnementale
dans laquelle il se trouve. En conditions habituelles, les direc
tions visuelles, égocentrée et gravitaire étant parallèles, ce choix
n'a pas de conséquence. En cas de conflit entre ces directions en
revanche, les différences entre les individus pourraient appar
aître.
Au RFT (situation de conflit visuo-postural), les erreurs
importantes commises par certains sujets pourraient traduire Hypothèses concernant l'effet-cadre 273
une sensibilité importante au référentiel visuel. En revanche, la
quasi-absence d'erreurs à ce même test refléterait plutôt le
recours à un référentiel de type soit gravitaire, soit égocentré ; le
RFT ne permet pas toutefois de savoir si les sujets plutôt insensi
bles à la perturbation visuelle causée par l'inclinaison du cadre
utilisent préférentiellement un référentiel de type gravitaire ou
plutôt égocentré.
La notion de vicariance implique, en fait, qu'il y ait une cer
taine équivalence entre éléments substituables. Or, si les direc
tions visuelles sont susceptibles de suppléer la direction gravit
aire ou la direction donnée par l'axe Z physique, on conçoit
qu'elles ont, avant tout, une valeur d'orientation et concernent
principalement les directions statiques de l'espace.
C / L'EFFET-CADRE : LA CONSEQUENCE
D'UNE ILLUSION D'INCLINAISON
EN SENS INVERSE AU CADRE
Vers le milieu des années soixante-dix, Ebenholtz et Benz-
schawel (1977) ainsi que Dichgans et Brandt (1978) proposent
l'idée selon laquelle la perturbation causée par l'inclinaison d'un
cadre est en fait similaire à celle induite par la rotation
contexte visuel. Le mouvement d'une large portion du champ
visuel provoque une illusion de mouvement de soi en sens
inverse de celui de la rotation visuelle appelée «vection optoci-
nétique ». Pour certains, cet effet est considéré comme une
conséquence d'interactions visuo-vestibulaires. Des cellules spé
cifiques des noyaux vestibulaires (relais des voies vestibulaires)
répondent en effet de façon indifférenciée à un stimulus en mou
vement, qu'il soit d'origine visuelle ou vestibulaire (Waespe et
Henn, 1977 ; Waespe et Henn, 1979). L'effet-cadre serait la
contrepartie statique de la vection optocinétique. Par analogie,
le terme de « vection optostatique » est parfois employé pour
rendre compte de l'effet d'inclinaison statique du corps en sens
inverse du cadre incliné (Ohlmann, 1988 ; Ohlmann, 1990 a ;
Cian, Esquivié, Barraud et Raphel, 1995). Cette idée d'une anal
ogie entre l'effet-cadre et la vection optocinétique reçoit d'emb
lée l'adhésion de nombreux auteurs (Sigman, Goodenough et
Flannagan, 1978 ; Goodenough et al., 1979 a ; Goodenough, Sig- Marion Luyat et Théophile Ohlmann 274
man, Oltman, Rosso et Mertz, 1979 6; Sigman, Goodenough et
Flannagan, 1979 ; Ebenholtz et Glaser, 1982 ; Goodenough,
Nowak, Oltman, Cox et Sigman, 1982 ; Spinelli, Antonucci,
Goodenough, Pizzamiglio et Zoccolotti, 1991 ; Zoccolotti, Anto
nucci, Goodenough, Pizzamiglio et Spinelli, 1992 ; Zoccolotti,
Antonucci et Spinelli, 1993).
Cl. Le principe
DE LA VECTION OPTOSTATIQUE AU RFT
La perception de l'orientation d'une ligne nécessite l'int
égration de l'inclinaison de la tête ou du corps au codage rét
inien de la position du stimulus (Bischof, 1974 ; Ebenholtz et
Benzschawel, 1977 ; Ebenholtz, 1990 ; Wade, 1992). Lorsque la
tête est réellement inclinée, une baguette est perçue verticale
quand l'image rétinienne qu'elle produit est orientée par rap
port au méridien rétinien vertical d'un angle correspondant à
l'inclinaison codée de la tête ou du corps mais en direction
opposée. Le système doit compenser l'inclinaison du méridien
vertical rétinien provoquée par de la tête. Cette
compensation doit être égale à la valeur de l'angle d'inclinai
son céphalique (Bischof, 1974 ; Ebenholtz et Benzschawel,
1977). Toutefois, de par le déclenchement d'un réflexe vesti-
bulo-oculaire provoquant une contre-cyclotorsion oculaire,
l'angle d'inclinaison effective du méridien vertical rétinien
s'avère en fait légèrement inférieur à l'angle d'inclinaison de la
tête (voir § C. 2).
L'inclinaison d'un cadre de grande taille serait susceptible de
provoquer une illusion d'inclinaison de la tête ou du corps en
direction opposée à celle du cadre. Les conséquences de cette
illusion d'inclinaison seraient identiques à celles d'une inclinai
son réelle du corps : la baguette est placée en direction du cadre
par un processus de compensation (voir fig. 2). Il faut souligner
cependant qu'une explication visuo-vestibulaire de la constance
de la verticale est surtout vraie en présence d'un champ visuel
structuré. Les effets Aubert et Müller, qui traduisent les dévia
tions de la verticale subjective provoquées par l'inclinaison de la
tête ou du corps dans l'obscurité, attestent des limites du
mécanisme compensatoire responsable de la constance de
l'orientation.

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