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La vision binoculaire est un mode de vision dans lequel les deux yeux sont utilisés simultanément. Le mot binoculaire vient du latin : bini pour « double » et oculus pour « yeux ». Le fait de voir avec deux yeux confère au moins quatre avantages par rapport au fait d'en avoir un seul :
L'histoire des recherches sur la vision binoculaire remonte à l'antiquité puisqu'on en trouve trace dans l'Optique de Ptolémée[1]. Ces recherches seront reprises et développées au Moyen Âge par Ibn al-Haytham (Alhazen), dans son Livre d'optique. Celui-ci étudie les conditions de fusion des quasi-images à l'aide d'une tablette expérimentale[2]. Son traité, traduit en latin, exercera une influence jusqu'à l'époque classique.
Charles Wheatstone a décrit pour la première fois en 1838 le principe de la perception du relief grâce à la vision binoculaire. Il l'explique à l'aide du stéréoscope à miroirs qu'il a inventé[3].
Certains animaux, généralement des proies d'autres animaux, ont leurs deux yeux placés sur les côtés de la tête pour leur permettre d'avoir le plus grand champ de vision possible. C'est le cas par exemple des lapins, des buffles et des antilopes. Chez ces animaux, les yeux se déplacent souvent de façon indépendante pour accroître le champ de vision. Même sans bouger les yeux, certains oiseaux ont un champ de vision de 360°[5].
D'autres animaux, généralement prédateurs, ont les deux yeux placés sur le devant de la tête, ce qui leur permet d'avoir une vision binoculaire et stéréoscopique, mais réduit leur champ de vision. C'est le cas par exemple des aigles, des loups et des serpents. Les yeux de ces animaux bougent généralement ensemble[5].
Cette règle n'est pas universelle. Certains animaux prédateurs, en particulier les plus grands, comme les grands cachalots et les orques, ont leurs deux yeux placés sur les côtés de la tête. D'autres animaux, qui ne sont pas nécessairement prédateurs, tels que les chauves-souris frugivores et certains primates, ont aussi les yeux orientés vers l'avant. Ce sont généralement des animaux qui ont besoin de l'appréciation des distances, la vision binoculaire améliorant leur capacité à cueillir un fruit choisi ou à repérer et saisir une branche particulière, surtout dans leur fuite.
Certains animaux (y compris certains humains, notamment exotropes) utilisent les deux systèmes ci-dessus. Un étourneau, par exemple, a les yeux placés latéralement pour couvrir un large champ de vision, mais il peut aussi les orienter suffisamment vers l'avant pour que leurs deux champs se chevauchent, leur donnant une vision stéréoscopique. Un autre exemple remarquable est le caméléon, dont les yeux semblent montés sur des tourelles, chacun se déplaçant indépendamment de l'autre, vers le haut ou vers le bas, à gauche ou à droite. Néanmoins, le caméléon peut faire converger ses yeux sur un seul objet, ce qui lui permet d'avoir une vision stéréoscopique quand il chasse.
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