L’art et la science (I) – La lumière

I. La lumière
Des sens humains, celui qui semble le plus directement sensible à la beauté est la vue. Ainsi, il parait tout naturel de s’intéresser en premier lieu aux manifestations visuelles de l’art dans la science.
D’un point de vue biologique, l’œil est un organe avant tout sensible à la lumière. Cette sensibilité est modulée par la perception, qui dépend tant à la fois des mécanismes de traitement de l’information procédés par le cerveau du sujet, ainsi que par les propriétés et les limites du média qui restitue la lumière, imposant un certain regard sur les choses. En effet, les moyens de restitutions comme la photo, la vidéo ou un tableau ne peuvent que réduire la quantité d’information d’un objet réel. Toutefois, certains procédés permettent d’aller plus loin que les limites classiques et amènent à des impressions nouvelles.

1- Les illusions d’optique
Pour bien illustrer le rôle du cerveau dans la perception des choses, il faut s’intéresser à ce que l’on appelle les illusions d’optiques.L’œil humain est un instrument très puissant qui ne se borne pas à traduire des ondes électromagnétiques en influx nerveux. En effet, pour assurer sa survie, le cerveau de l’homme a dû créer des méthodes de sélection et d’interprétation de l’image, afin qu’il puisse se concentrer sur l’essentiel. Toutefois, il est des cas où le cerveau est leurré. Ces cas, rares dans la nature et relativement simple à
produire, forment ce que l’on appelle des illusions d’optique.


sur les deux images, tous les carrés sont carrés et de même taille…

Là où le sujet devrait percevoir des formes, des couleurs, des mouvements bien déterminés, nos sens se brouillent et voient autre chose.
Il existe des milliers d’illusion d’optique qu’il est assez simple de faire découvrir aux visiteurs. Par ailleurs, certains artistes comme Dali se sont amusés à leurrer la perception en organisant des scènes qui n’ont pas le même contenu selon que l’on les regarde dans le détail ou non.

Aucune des ces images ne représente un faciès…

Dans un registre similaire, les techniques d’anamorphoses, qui utilisent des effets de perspective ou nécessitent l’emploi de miroirs cylindriques, peuvent donner lieu à des effets artistiques réussis. Le plus célèbre exemple est certainement le tableau Les ambassadeurs d’Holbein le Jeune au bas duquel on peut voir une tête de mort, mais des initiatives récentes, telles que celles de Julian Beever sont intéressantes.


Les ambassadeurs et dessins de rue à la craie de Julian Beever

Références :
Mighty Optical Illusions (Blog d’illusions d’optique)
Vidéo d’illusion d’optique en mouvement

2- Les nouvelles techniques photographiques
Après les défauts de perceptions, intéressons-nous aux défauts des supports de l’image. Tout le monde remarque en regardant une photo qu’elle n’est qu’un pâle reflet de la réalité. Non seulement une dimension spatiale a été perdue, mais surtout la lumière apparaît différemment, ne serait-ce qu’au niveau de l’intensité de la lumière ou des couleurs, ou bien par le jeu des profondeur de champs qui mettent en exergue certains éléments en reléguant les autres dans le flou (ce qui est d’ailleurs un des principaux défauts des téléviseurs 3D actuels).
Avec l’avènement des appareils numériques, il devient possible de récupérer certaines informations supplémentaires ou d’en améliorer le rendu.  La dynamique de l’image, c’est-à-dire la différence entre l’intensité minimale et maximale, est une des limitations de la photographie classique. Grâce aux dispositifs numériques, on arrive à étendre cette gamme, et faire ce que l’on appelle de photographie haute dynamique (HDR, en anglais pour High Dynamic Range)


Photo classique, et photo avec un rendu à haute dynamique

Cette technique permet de donner une dimension presque irréelle aux photos qui en profitent. Certains commencent à adapter cette technique à la vidéo pour des résultats lunaires.
Il peut aussi être intéressant de parler des images tournées aux ralenti (on arrive à des ralentissements très important, de l’ordre de 1/50e ), ou des procédés de time-lapse, qui consiste à prendre des photos à grands intervalles et de le fusionner sous forme de film présentant un mouvement accéléré
Références :
Stuck In Customs (Blog de photos HDR)

3- L’holographie
Le mieux toutefois pour rapprocher l’image de la réalité est d’arriver à capturer la troisième dimension. Une technique, utilisée par le cinéma 3D, consiste à enregistrer l’image selon deux points de vue, et demander au spectateur de bien vouloir mettre des lunettes qui nourriront les yeux de deux images légèrement décalée. Mais on peut mieux faire.
L’information capturée par un appareil photo est son intensité et sa couleur, tandis que la lumière est bien plus que cela : elle possède ce que l’on appelle une phase.
Pour illustrer ce qu’est la phase, disons que la lumière est comme une vague, dont on n’enregistre que la hauteur (l’intensité) et la fréquence (la couleur). La phase elle, est l’information qui traduit l’évolution de la hauteur de l’eau en un point fixe. La lumière étant une vague très rapide, les appareils photos n’arrivent qu’à enregistrer la hauteur moyenne correspondant à l’intensité.
L’ « holographie » (qui signifie « tout enregistrer » en grec) permet d’enregistrer l’information de phase, en plus des deux autres.


Un hologramme permet d’enregistrer la troisième dimension spatiale

L’holographie des images souvent très étonnantes. Elle a été inventé il y a près de cinquante ans, mais n’a jamais connu un grand succès en raison des difficultés qu’elle pose en terme d’équipement. Notons que ce que l’on appelle hologramme sur les billets et les cartes bleues ne sont qu’une application très pauvre de la technique.

Les hologrammes réalisés par Yves Gentet sont particulièrement saisissants de réalisme et valent vraiment le détour.

3- Les lasers
Le Laser, qui fête cette année ses cinquante ans, est une des inventions majeures du XXe siècle. On le retrouve parmi d’autre dans les lecteurs DVD, les imprimantes et les procédés de découpage industriel.
Un laser est un amplificateur de lumière, une sorte de Karcher à photons, ce qui lui donne propriétés physiques uniques, à savoir sa cohérence, sa directionalité et sa forte saturation.


Les lasers investissent les laboratoires et les boites de nuit…

En utilisant ces propriétés, on arrive a produire des effets visuels nouveaux (mais nous n’avons pour l’heure pas de réalisation spécifique à proposer, si ce n’est une harpe laser )

4- Effets visuels en plein air
Avec l’arrivée des vidéoprojecteurs et des sources lumineuses intenses (dont le laser), certaines équipent se sont amuser à adapter ces outils à l’environnement urbain. Ainsi, il est possible de faire des graffitis laser sans dégrader les murs et de rendre dynamiques les bâtiments, comme les travaux de NuFormer


Des graffitis lasers et des bâtiments qui s’écroulent pour de faux

C’est une activité qui semble relativement à la mode, et qui serait certainement bien perçue par le public, car elles sont intrinsèquement interactives.
James Powderly, initiateur des graffitis laser travaille au Eyebeam Art and Technology Center de New-York, qui développe de nouvelles technologies créatives. Il y a un vivier d’idées à récupérer pour une exposition.

suite : L’art et la science (II) – Le son