Pourquoi a-t-on parfois l'impression que des roues tournent à l'envers ?

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L'illusion des roues ou des pales d'hélicoptère tournant au ralenti, à l'arrêt ou à l'envers est courante. Celle-ci est liée à la capacité d'analyse du cerveau : au maximum 12 images par seconde. Cette fréquence est celle de la rotation des pneus d'une voiture à 86 km/h, donnant l'impression d'un sur-place.

Le principe est le même pour les films, mais est ici lié à la fréquence d'enregistrement des films (24 images par seconde au cinéma, 25 pour la télévision).


Commentaires préférés (3)

Je rajoute un complément de l'anecdote qui n'est pas passé et permet de mieux comprendre :

A 86 km/h, un point tracé à la périphérie d'un pneu de la voiture sera ainsi à la même place pour chaque image que le cerveau peut analyser, puisque la fréquence est la même.
Si la voiture accélère légèrement, le point avancera légèrement à chaque image, donnant l'impression d'une rotation au ralenti des pneus.
En accélérant encore davantage, le point aura parcouru cette-fois quasiment un tour entre chaque image captée par l'œil, donnant ainsi l'impression de pneus tournant à l'envers.

L'explication des 12 images/secondes est surréaliste.
L'oeil humain ne fonctionne pas comme une télévision; il reçoit et traite le flux de lumière en continu. C'est effectivement la persistance rétinienne qui crée ces illusions mais l'oeil ne fait pas des photographies 12 fois par secondes...

Je ne "vois" la raison des 86km/h. Les roues (jantes+pneu) des voitures ont des diamètres très différents d'un véhicule à l'autre. L'illusion de la roue (ou du point marqué sur le pneu) "fixe"est dû à la vitesse de rotation de la roue (nombre de tours pour un moment donné) pas à sa vitesse linéaire de déplacement.
Chaque roue d'une taille donnée doit avoir une vitesse linéaire différente pour obtenir une vitesse de rotation identique à celles de roues d'une taille différente...


Tous les commentaires (37)

Je rajoute un complément de l'anecdote qui n'est pas passé et permet de mieux comprendre :

A 86 km/h, un point tracé à la périphérie d'un pneu de la voiture sera ainsi à la même place pour chaque image que le cerveau peut analyser, puisque la fréquence est la même.
Si la voiture accélère légèrement, le point avancera légèrement à chaque image, donnant l'impression d'une rotation au ralenti des pneus.
En accélérant encore davantage, le point aura parcouru cette-fois quasiment un tour entre chaque image captée par l'œil, donnant ainsi l'impression de pneus tournant à l'envers.

Sur vos nouveaux téléviseurs, vous avez souvent des options qui permettent d'augmenter artificiellement le nombre d'image par seconde des films comme le Truemotion ou le Motionflow. On appelle cela des compensateurs de mouvement. Il fonctionnent assez simplement par interpolation d’images. Ils rajoutent artificiellement des images créées de toute pièce par le téléviseur pour augmenter l’indice de fluidité et l'impression de netteté. (www.sonycenter.lu/fr/content/106-motionflow-xr)

Au lieu d'avoir des films en exactement 23,976 images par seconde, vous obtenez beaucoup plus d'images et un rendu lisse qui parait parfois étrange. Nous sommes habitué à ce framerate de 24 et ces options dénaturent totalement le travail des réalisateurs. Je vous conseille donc de les désactiver et de profiter de vos films comme l'a voulu le réalisateur et sans artifice inutile technologique.

Pour les gamers aussi, je conseille de la désactiver. Cela augmente l'input lag.

Dernière chose, ne croyez pas les vendeurs qui vous vendent des télé en 240 Hz ou même 600 Hz. Un taux de rafraîchissement supérieur à 60 Hz ne sert à rien.

Pour ceux qui n'ont pas bien compris cette illusion d'optique, voici une vidéo très graphique.
(Elle provient de YouTube en langue Espagnole, mais ceci ne change rien)
youtu.be/uSzzzC_CSRI

Ceci est également présent dans les film d'époque ou les westerns, où les roues des diligences paraissent tourner à l'envers.

Je doute grandement de cette anecdote sur la capacité du cerveau à traiter 12 images par secondes Oo.
De nombreuses sources indiquent qu'avec 12 images par secondes le cerveau distinguera la succession d'images et qu'il en faut plus pour donner une bonne illusion du mouvement (ce qui implique donc que le cerveau est capable d'en gérer plus):
fr.wikipedia.org/wiki/Persistance_r%C3%A9tinienne
fr.wikipedia.org/wiki/Vision_humaine

Par contre je ne remet pas du tout en question l'illusion décrite dans les cas de décalages de fréquences entre un mouvement et un écran.

a écrit : Sur vos nouveaux téléviseurs, vous avez souvent des options qui permettent d'augmenter artificiellement le nombre d'image par seconde des films comme le Truemotion ou le Motionflow. On appelle cela des compensateurs de mouvement. Il fonctionnent assez simplement par interpolation d’images. Ils rajoutent artificiellement des images créées de toute pièce par le téléviseur pour augmenter l’indice de fluidité et l'impression de netteté. (www.sonycenter.lu/fr/content/106-motionflow-xr)

Au lieu d'avoir des films en exactement 23,976 images par seconde, vous obtenez beaucoup plus d'images et un rendu lisse qui parait parfois étrange. Nous sommes habitué à ce framerate de 24 et ces options dénaturent totalement le travail des réalisateurs. Je vous conseille donc de les désactiver et de profiter de vos films comme l'a voulu le réalisateur et sans artifice inutile technologique.

Pour les gamers aussi, je conseille de la désactiver. Cela augmente l'input lag.

Dernière chose, ne croyez pas les vendeurs qui vous vendent des télé en 240 Hz ou même 600 Hz. Un taux de rafraîchissement supérieur à 60 Hz ne sert à rien.
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C’est faux ! L’œil humain est capable de discerner plus de 60 image par secondes !

L'explication des 12 images/secondes est surréaliste.
L'oeil humain ne fonctionne pas comme une télévision; il reçoit et traite le flux de lumière en continu. C'est effectivement la persistance rétinienne qui crée ces illusions mais l'oeil ne fait pas des photographies 12 fois par secondes...

a écrit : C’est faux ! L’œil humain est capable de discerner plus de 60 image par secondes ! D'après Wikipedia (je n'ai pas vu sous quelle source s'appuie l'article) il faut une fréquence de 85Hz pour avoir une image parfaitement stable en vision périphérique mais 50Hz suffisent en vision centrale

Ca ne dit pas que l’œil où le cerveau ne peut pas en percevoir et en analyser plus, mais que de toutes façon une fois ces seuils atteins l'illusion de mouvement sera parfaite et donc une fréquence supérieure inutile.

fr.wikipedia.org/wiki/Vision_humaine

a écrit : C’est faux ! L’œil humain est capable de discerner plus de 60 image par secondes ! Je n'ai jamais dit le contraire.

D'ailleurs, les 24 images par seconde qui sont le standard actuel ne sont pas lié à l'image mais au son. C'est à partir de 24 images par seconde que la bande son imprimée sur la pellicule avait une qualité correcte et donc le passage à 24 images / seconde s'est fait avec le cinéma sonore.
L'oeil effectivement peut percevoir pas mal d'images par seconde mais sera toujours limité par la persistance rétienne et l'effet phi. Ensuite le cerveau choisira d'analyser certaines images et pas d'autres puis en rajoutera par lui même. Il est donc inutile d'abreuver l'oeil et le cerveau avec un nombre très élevé d'images si la vision et le traitement de la vision filtre une grande partie de ces images.

a écrit : D'après Wikipedia (je n'ai pas vu sous quelle source s'appuie l'article) il faut une fréquence de 85Hz pour avoir une image parfaitement stable en vision périphérique mais 50Hz suffisent en vision centrale

Ca ne dit pas que l’œil où le cerveau ne peut pas en percevoir et en analyser
plus, mais que de toutes façon une fois ces seuils atteins l'illusion de mouvement sera parfaite et donc une fréquence supérieure inutile.

fr.wikipedia.org/wiki/Vision_humaine
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Cela dépend de la sensibilité de chaque individu et de ce que l'on regarde, si on regarde un paysage distant avec les arbres qui bougent au vent, il ne faudra pas plus de 10 images/secondes pour voir un mouvement.
En revanche, si l'on regarde un objet traverser l'écran à grande vitesse, il faudra bien plus.
Il y a ce site qui permet de le constater très facilement www.testufo.com/

a écrit : Cela dépend de la sensibilité de chaque individu et de ce que l'on regarde, si on regarde un paysage distant avec les arbres qui bougent au vent, il ne faudra pas plus de 10 images/secondes pour voir un mouvement.
En revanche, si l'on regarde un objet traverser l'écran à grande vitesse, il faudra
bien plus.
Il y a ce site qui permet de le constater très facilement www.testufo.com/
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Très parlant ce site merci !

a écrit : Pour ceux qui n'ont pas bien compris cette illusion d'optique, voici une vidéo très graphique.
(Elle provient de YouTube en langue Espagnole, mais ceci ne change rien)
youtu.be/uSzzzC_CSRI

Ceci est également présent dans les film d'époque ou les westerns, où les roue
s des diligences paraissent tourner à l'envers. Afficher tout
Une autre vidéo assez parlante, où le rafraîchissement de la caméra donne l'impression qu'un rotor d'hélicoptère en vol ne tourne plus !
youtu.be/AYQAKwCxScc

Personnellement, je ne vois jamais les pales des hélicoptères s'arrêter quand je les regarde directement, mais seulement par l'intermédiaire d'un écran. Et vous ?

a écrit : Je rajoute un complément de l'anecdote qui n'est pas passé et permet de mieux comprendre :

A 86 km/h, un point tracé à la périphérie d'un pneu de la voiture sera ainsi à la même place pour chaque image que le cerveau peut analyser, puisque la fréquence est la même.
Si la voiture ac
célère légèrement, le point avancera légèrement à chaque image, donnant l'impression d'une rotation au ralenti des pneus.
En accélérant encore davantage, le point aura parcouru cette-fois quasiment un tour entre chaque image captée par l'œil, donnant ainsi l'impression de pneus tournant à l'envers.
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Je ne pense pas que la vitesse du véhicule doit être de 86 km/h. En effet, c'est les jantes des roues qui nous donne l'impression qu'elle ne tourne pas. Et c'est le nombre de "bâtons" de cette jante qui est déterminant. Celle-ci n'a qu'à tourner de l'angle entre deux bâtons en 1/12ème de seconde pour donner l'illusion qu'elle est fixe.

Je ne "vois" la raison des 86km/h. Les roues (jantes+pneu) des voitures ont des diamètres très différents d'un véhicule à l'autre. L'illusion de la roue (ou du point marqué sur le pneu) "fixe"est dû à la vitesse de rotation de la roue (nombre de tours pour un moment donné) pas à sa vitesse linéaire de déplacement.
Chaque roue d'une taille donnée doit avoir une vitesse linéaire différente pour obtenir une vitesse de rotation identique à celles de roues d'une taille différente...

L'anecdote est mal formulée. L'œil ne perçoit pas 12i/s mais bien plus, comme il a été déjà expliqué plusieurs fois au dessus. La persistance rétinienne est communément admise à 50ms, l'effet phi est quant à lui un phénomène d'interprétation qui peut mécaniquement augmenter un peu la persistance, aujourd'hui donnée entre 20 et 24i/s.

a écrit : Je n'ai jamais dit le contraire.

D'ailleurs, les 24 images par seconde qui sont le standard actuel ne sont pas lié à l'image mais au son. C'est à partir de 24 images par seconde que la bande son imprimée sur la pellicule avait une qualité correcte et donc le passage à 24 images / secon
de s'est fait avec le cinéma sonore.
L'oeil effectivement peut percevoir pas mal d'images par seconde mais sera toujours limité par la persistance rétienne et l'effet phi. Ensuite le cerveau choisira d'analyser certaines images et pas d'autres puis en rajoutera par lui même. Il est donc inutile d'abreuver l'oeil et le cerveau avec un nombre très élevé d'images si la vision et le traitement de la vision filtre une grande partie de ces images.
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Vous continuez à dire des bêtises, oui c’est utile car plus il y a d’images par seconde sur un écran plus la sensation de fluidité est importante (y’a un seuil maximum mais aux alentours des 300 images de mémoire) donc non le 120hertz est loin d’être inutile. Mais il faut y avoir été confronté au moins une fois pour se rendre compte que le 60 hertz des écrans classiques est saccadé

a écrit : Personnellement, je ne vois jamais les pales des hélicoptères s'arrêter quand je les regarde directement, mais seulement par l'intermédiaire d'un écran. Et vous ? C'est aussi ce que je crois. L'anecdote et la 3e source semblent dire que ce phénomène peut apparaître quand on regarde directement une voiture, mais je crois plutôt, comme les autres sources que c'est uniquement la restitution filmée, en fonction du nombre d'images capturées par seconde, qui peut occasionner cette impression. Il y a un autre effet, décrit dans la 2e source, qui est lié à la restitution d'images filmées, c'est l'effet stéréoscopique et je vois conseillé de voir les vidéos qui sont impressionnantes !

Haha en lisant l’anecdote j’étais sûr qu’il y aurait le débat sur la fréquence d’images. En tout cas oui 144 Hz n’importe qui pourrait voir la différence si la comparaison lui était montrée (mais sans forcément trouver ça utile), au-delà il faut quand même avoir un oeil bien exercé

a écrit : Vous continuez à dire des bêtises, oui c’est utile car plus il y a d’images par seconde sur un écran plus la sensation de fluidité est importante (y’a un seuil maximum mais aux alentours des 300 images de mémoire) donc non le 120hertz est loin d’être inutile. Mais il faut y avoir été confronté au moins une fois pour se rendre compte que le 60 hertz des écrans classiques est saccadé Afficher tout Avoir pleins d'images sur l'écran c'est génial, encore faut-il que la source en fournisse suffisament. Tu peux me dire quelle application ou quel service fournit des images en 120 Hz actuellement ?

Netflix, Youtube, Amazon prime, disney + sont tous en 60 Hz. Aucun jeu sur console ne tourne à plus de 60 FPS. La plupart des écrans PC actuels ont un taux de rafraichissement à 60 Hz.

C'est certain, si tu es rank global élite sur CS-GO, tu peux avoir un avantage à acheter un G-Sync à 360 Hz de Nvidia. Si tu aimes le sport, à la limite, tu peux opter pour un téléviseur 144 mais il faut que ton input TV te permette de le faire sinon il va simplement répéter des images plusieurs fois et tu auras un pulldown.

Si c'est pour regarder TF1 ou un film tourné en 24 image/s, ça ne sert à rien. Le mieux reste d'adapter la fréquence de ta sortie vidéo en fonction du nombre d'images par seconde du film (autofrequency par exemple) afin d'avoir un multiple de 24.

a écrit : Avoir pleins d'images sur l'écran c'est génial, encore faut-il que la source en fournisse suffisament. Tu peux me dire quelle application ou quel service fournit des images en 120 Hz actuellement ?

Netflix, Youtube, Amazon prime, disney + sont tous en 60 Hz. Aucun jeu sur console ne tourne
à plus de 60 FPS. La plupart des écrans PC actuels ont un taux de rafraichissement à 60 Hz.

C'est certain, si tu es rank global élite sur CS-GO, tu peux avoir un avantage à acheter un G-Sync à 360 Hz de Nvidia. Si tu aimes le sport, à la limite, tu peux opter pour un téléviseur 144 mais il faut que ton input TV te permette de le faire sinon il va simplement répéter des images plusieurs fois et tu auras un pulldown.

Si c'est pour regarder TF1 ou un film tourné en 24 image/s, ça ne sert à rien. Le mieux reste d'adapter la fréquence de ta sortie vidéo en fonction du nombre d'images par seconde du film (autofrequency par exemple) afin d'avoir un multiple de 24.
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J'ai oublié un autre souci majeur qui se posera si vous voulez tout passer en 120 Hz natif, il faudra s'assurer que la source (carte graphique, console, etc.) sorte du 120 Hz, que la dalle télé émette l'image en 120 Hz (ou plus) et surtout que les deux soient dotées d'un port HDMI 2.1.

Le plus répandu actuellement est du HDMI 2.0 qui ne peut aller que jusqu'à 4K / 60 Hz. Vous pouvez également avoir une TV qui peut monter à 120 Hz voire plus mais qui ne possède que des ports HDMI 2.0. Vous n'aurez donc jamais du 120 Hz natif sur l'écran mais uniquement du 60 Hz extrapolé en 120 par le compensateur.

La seule télé 4K-8K / 120Hz-60Hz avec de l'HDMI 2.1 que je connaisse est la LG C9.