Strange Stuff And Funky Things

Ceux qui suivent mes perpétuelles digressions sur Facebook et Twitter peuvent attester de mon engouement récent (et quasi pathologique) pour les gifs animés. Un exemple de mes récents partages:


J'en entends déjà se plaindre que ce n'est pas en dénichant des gifs qu'on va d'avantage parler de science sur ce blog. A ces malotrus je rétorquerai que Léo de Dirtybiology a déjà réussi le tour de force de parler de science avec des gifs animés dans une de ses vidéos, évoquant le projet gifgif de deux chercheurs du MIT qui cherchent à catégoriser les émotions véhiculées par les gifs animés, la paréidolie, etc.:
 

Bon ce que j'en ai surtout retiré, c'est que Léo a le même rire que Jim Carrey:



Mais bon du coup, est-ce qu'après le passage de Dirtybiology tout est déjà dit en matière de science sur les gifs animés? Et bien ce que je vous propose, c'est de faire un peu d'archéologie et d'essayer de trouver comment nos aïeux réalisaient des gifs animés avant l'invention du format en 1987 par Steve Wilhite. Hein que quoi? Le gif avant le gif? M'enfin Taupo, tu vas pas nous faire l'historique de l'animation quand même? Non, je vous rassure. Ce qui m'intéresse ici, c'est de découvrir comment on pouvait partager de courtes animations en boucle avant l'avènement de l'informatique. On s'imagine bien que cela nécessitait une certaine maitrise technologique, même si certains aiment à penser que les premiers humains des cavernes pouvaient probablement trouver une astuce pour réaliser ce genre d'animations:


Ca reste douloureux à mettre en place… Trève de paléoplaisanterie, vous serez peut être surpris d'apprendre qu'on peut considérer que de telles animations en boucle ont probablement vu le jour dès le 3ème millénaire avant JC! Découverte sur le site archéologique iranien de Chahr-e Sokhteh, une coupe décorée de 5 panneaux figurant un bouquetin entre deux arbres pourrait bel et bien être le tout premier "gif animé" de l'histoire humaine:



En faisant rouler la coupe entre les mains, nous pourrions observer cette scène d'un bouquetin sautant pour grignoter les feuilles les plus vertes de l'arbre de droite:


Cependant, cette découverte reste controversée et on donne plus fréquemment la paternité de la première animation à Euclide durant la Grèce antique et leur véritable démocratisation dès la première moitié du XIXème siècle. La première invention ayant véritablement permis l'essor de l'animation est le Phénakistoscope dont la paternité est généralement attribuée au belge Joseph Antoine Ferdinand Plateau en 1832, bien que la même année, et semble-t-il indépendamment, par l'autrichien Simon Ritter von Stampfer (qui l'appellera Stroboscope, et qui sera connu sous le nom de Fantascope en Angleterre). L'étymologie du Phénakistoscope (du grec phenax -akos, « trompeur », et skopein, « examiner ») évoque le principe de l'illusion de mouvement qui va être générée par son système qui s'appuie essentiellement sur la persistance rétinienne pour fonctionner. La persistance rétinienne c'est, dans son sens large, l'illusion qui permet de générer dans notre esprit une animation fluide à partir de plusieurs images fixes. Joseph Plateau a passé de nombreuses années à étudier le phénomène et il est à noter que ses expériences l'ont mené à la cécité (une de ses expériences consistant tout de même à fixer le soleil pendant 25 secondes ce qui, fort curieusement, brûla ses rétines et le rendit temporairement aveugle quelques jours… il est aussi dit qu'il est belge, mais je ne suis pas de ceux qui font ce genre de corrélations). Toujours est-il qu'il met au point sa machine en confectionnant des disques de cartons percés de 10 à 12 fentes entre lesquelles sont  dessinés des motifs d'animation. Le centre du disque est percé d'un trou permettant la fixation d'une tige qui va permettre la rotation du dispositif. Pour voir l'animation, l'utilisateur du Phénakistoscope se place devant un miroir, fait tourner le disque avec la tige et place son œil au niveau d'une fente qui lui permettra de voir l'animation sur le miroir.


Voici par exemple un disque de Phénakistoscope réalisé par Eadweard Muybridge (1893):


Face à la fente, voici à quoi ressemble l'animation:


On voit d'ailleurs que le texte est inversé, car nous regardons son reflet. Autre exemple un peu plus belliqueux, toujours de Muybridge:

Les avancées technologiques se sont surtout concentrées au début à la réalisation de dispositifs permettant de multiplier les spectateurs. En effet, le Phénakistoscope  ne peut être employé que par un seul spectateur à la fois. Ainsi, en 1834, le Zootrope de William George Horner et du persévérant Simon Stampfer voit le jour et permet à plusieurs personnes de voir l'animation en même temps. Si le principe de fente est conservé, celles-ci sont maintenant présentes sur le côté d'un cylindre dont la partie la plus basse contient l'animation:



Puis en 1876, Emile Reynaud invente puis brevète le Praxinoscope qui a l'avantage de se débarrasser du concept de fente et lui troque des facettes de miroir au centre de son cylindre rotatif:

Quelques exemples d'animations par praxinoscope:


Voici une vidéo qui nous résume ces trois différents "joujoux scientifiques":

La technique du Phenakistoscope n'est pas totalement morte et remplacée par les gifs animés. On la retrouve par exemple dans la décoration de certains vinyls qui deviennent animés, tel Plastic Infinite, le projet de Sculpture, un duo formé par l'animateur Reuben Sutherland et le musicien Dan Hayhurst:

Ou encore dans ce clip vidéo de Life is Music par SOUR réalisé en Phenakistoscopes sur CD:

Avec en bonus un making-of pour ce dernier clip:

Mais curieusement, les gifs animés ont récemment insufflé une nouvelle vie à ces animations du XIXème siècle. En effet, en numérisant les disques des Phenakistoscopes, il est possible de recréer l'animation non pas telle qu'observée à travers une des fentes du dispositif, mais comme si on animait le disque entier. Regardez par exemple le résultat pour les deux précédentes animations de Muybridge:



Sympa comme effet, non? La plupart de ces disques de Phenakistoscopes numérisés proviennent de la collection maintenue par Richard Balzer qui se passionne pour tous les appareils optiques précédant l'invention du cinéma. Cela fait plus de 5 ans que son musée virtuel accumule ces animations qu'il partage maintenant plus régulièrement sur son TumblR. En voici un petit florilège:


Au delà du fait qu'elles soient pour certaines ultra flippantes, toutes ces animations sont remarquablement fluides. Fluidité qui sera tout de même au rendez-vous en les observant directement à partir d'un Phénakistoscope. On peut se demander comment cela fonctionne et une première question qu'on devrait se poser alors c'est de déterminer la vitesse de notre vision. Oui oui, c'est une vraie question scientifique et non une considération d'un enfant de 3 ans. Et pour le coup, je fais appel à l'immensément talentueux Martial pour nous éclairer de sa Lanterne Cosmique :

Ces considérations, brillamment égrenées par Martial, mènent à se poser des questions sur les raisons physiologiques qui mènent à l'illusion du mouvement dans une animation du type Phénakistoscope. Encore maintenant, de nombreuses personnes pensent que le phénomène de la persistance rétinienne, la rémanence d'une image sur la rétine, serait à l'origine de l'illusion de mouvement. Cependant, la persistance rétinienne comme moteur de l'illusion de mouvement est aujourd'hui délaissée pour lui troquer deux phénomènes au noms d'expériences extraterrestres: le phénomène phi et le mouvement beta (non, ce n'est pas un phénomène philosophique et une manifestation d'idiots…). Les deux effets semblent générer une illusion de mouvement mais si l'un est dû à une alternance de lumière, l'autre serait généré par des successions d'images statiques. Voici deux gifs animés vous illustrant la différence (beta en haut, phi en bas):


En écumant les publications scientifiques sur le sujet, il me semble cependant que les neurobiologistes tâtonnent encore sur l'origine de l'illusion de mouvement. Une récente découverte en 2013 a ainsi montré qu'alors que l'on a longtemps considéré que dans l'illusion de mouvement, les mouvements lents étaient privilégiés dans leur intégration cérébrale par rapport aux mouvements rapides, le phénomène de phi rapide (High-phi), semble indiquer que cette idée est au mieux incomplète. Dans ce phénomène, alors qu'un cercle semble tourner lentement, un changement bref de sa texture donne l'illusion qu'il recule très rapidement dans le sens opposé:

Dans ce contexte là, on devrait considérer que les gifs animés sont l'illustration d'un grand mystère qui nous échappe encore… un peu comme lui en fait:




Liens:
Vous découvrez un vidéaste scientifique francophone parmi ceux cités dans le billet? Foncez sur Vidéosciences pour en découvrir d'autres!
Article The Heritage Trust
Articles Laughing Squid (1, 2 et 3)
Article io9
Articles Colossal (1 & 2)
Article The Verge
Collection Richard Balzer (TumblR)
Article Science in the Clouds

Réference:
Wexler M., Glennerster A., Cavanagh P., Ito H. & Seno T. (2013). Default perception of high-speed motion, Proceedings of the National Academy of Sciences, 110 (17) 7080-7085. DOI: 10.1073/pnas.1213997110