Une nouvelle perspective : les idées de Léonard de Vinci sur l'optique

Dans ce feuillet, Léonard de Vinci illustre comment la structure et le mouvement de l'œil affectent la vision, et donc comment celle-ci est relative et variable.

Ainsi, lorsque l'on pousse l'œil vers le haut avec le doigt, sa moitié postérieure s'abaisse et l'"imprensiva" (terme anatomique utilisé par Léonard de Vinci pour désigner l'organe récepteur qui occupe la partie arrière de l'œil) perçoit les objets comme s'ils se trouvaient plus bas.

Dans ce feuillet, Léonard de Vinci observe que la flamme de la bougie a une forme oblongue, tandis que l'œil la perçoit comme ronde, car la lumière arrive dans l'œil par une ouverture circulaire.

Ce feuillet traite de l'anatomie et de la vision de l'œil d'un oiseau. Léonard de Vinci étudie la fonction de ce qu'on appelle aujourd'hui la membrane nictitante ou troisième paupière d'un oiseau. Il s'agit d'une membrane transparente latérale qui recouvre l'œil de l'animal.

Léonard de Vinci décrit également une autre membrane mobile ou "couverture" opaque. Il analyse ensuite leur mouvement et leur fonction : protéger l'œil pendant le vol rapide (membrane transparente) et maintenir la vision vers le haut pour repérer les oiseaux prédateurs.

Compte tenu de l'obsession de Léonard de Vinci pour l'étude de l'eau et de la lumière, il n'est pas surprenant qu'il ait été l'un des premiers à considérer le problème de l'interférence de la perception visuelle d'un objet immergé dans l'eau.

Dans le premier dessin, l'œil (situé au-dessus de la surface de l'eau) perçoit l'objet à demi immergé de manière déformée…

Léonard de Vinci a étudié attentivement la relation entre l'œil, la lumière et l'objet de la vision en prenant pour modèles l'observateur terrestre, le Soleil et la Lune. 

Dans cet exemple, l'œil ne voit pas la partie illuminée de l'objet, ce qui n'est possible que lorsqu'il "voit intégralement la lumière originale", c'est-à-dire sa source lumineuse.

Deux bougies, l'une brûlant avec une flamme faible (en haut), l'autre, avec une flamme plus intense (en bas), illustrent comment les ombres projetées par un corps opaque éclairé s'allongent au fur et à mesure que la source lumineuse s'affaiblit.

Pour Léonard de Vinci, en l'absence de nuages ou d'humidité excessive, l'azur du ciel est pleinement visible en milieu de journée. En tant que phénomène optique, la couleur bleue du ciel serait due à la lumière réfléchie par les minuscules particules d'humidité de l'air sur les ténèbres du ciel avec la sphère de feu.


Le dessin ci-contre représente la situation inverse, à savoir le Soleil (à droite) diffusant une lumière partiellement interceptée par les nuages (à gauche).

Léonard de Vinci s'est intéressé à la relation entre les ombres et les lumières projetées par les arbres. Il étudie les zones ombrées de l'arbre et son ombre sur le sol.

Selon la conception de la perspective médiévale et celle de la Renaissance, l'image des objets atteint l'œil sous la forme d'une pyramide parfaite, ayant sa base dans l'objet et son sommet dans l'œil…

Dans ce feuillet, Léonard de Vinci conteste l'idée que les lignes de cette pyramide soient droites. 

Dans l'exemple ci-contre, Léonard de Vinci étudie la réflexion de la lumière sur un miroir concave, qu'il se propose de fabriquer.

La fonction de ce miroir n'a pu être déterminée avec certitude. Léonard de Vinci comptait peut-être l'utiliser en tant que dispositif expérimental pour réaliser des études optiques ou pour exploiter la lumière solaire comme source d'énergie.