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Zootrope : Exploration tridimensionnelle de l’animation et de la vision

Zootrope : Exploration tridimensionnelle de l’animation et de la vision

Au moyen de fichiers 3D téléchargeables et de fiches d’activité, les élèves explorent l’un des premiers instruments d’animation. Ils découvrent que son fonctionnement consiste à exploiter la persistance de la vision pour créer une illusion de mouvement. L’accent est mis sur la fabrication d’un zootrope fonctionnel. Les élèves peuvent donner libre cours à leur imagination en déterminant son aspect final.

Vous pouvez reproduire les fiches d’activité et les fichiers d’impression 3D du module pour votre classe, au besoin.

CONDITIONS D'UTILISATION

Fichier d’impression 3D - Activité

Téléchargez et imprimez un zootrope. Les fichiers .stl fournis contiennent la version modifiée d’un zootrope faisant partie de la collection d’artefacts d’Ingenium et sont utilisés au cours des activités décrites sur la présente page Web.  Ils peuvent être reproduits au besoin pour votre classe. Les élèves peuvent les modifier pour voir l’effet des changements apportés.

TÉLÉCHARGER STL DU SUPPORT

TÉLÉCHARGER STL DE LA BASE

Fichier 3D de l'artefact

Le fichier ci‑dessous est une image 3D non modifiée du zootrope faisant partie de la collection d’artefacts d’Ingenium. Il n’est pas utilisé au cours des activités décrites sur la présente page Web, mais il peut être téléchargé, visualisé et examiné.

TÉLÉCHARGER STL DE L'ARTEFACT

Modèles - Activités

Téléchargez ces fichiers pour les activités ci-dessous.

MODÈLE DE BANDE VIERGE

MODÈLE DE TAMBOUR

MODÈLE DE BANDE AVEC IMAGES

MODÈLE DE BANDE AVEC IMAGES : EXEMPLE

MODÈLE DE RECTANGLE

Bandes d'images

Ces bandes pour zootrope font partie de la collection d’artefacts d’Ingenium. Faites de papier et composées d’illustrations à l’encre, elles ont probablement été fabriquées avant 1900. Téléchargez ces bandes d'images pour l’activité intitulée « Fabrication d’un zootrope».

BANDES D'IMAGES

Fabrication d’un zootrope – Activité 1

Dans le cadre de cette activité, les élèves construiront un zootrope et découvriront la façon dont il donne une illusion de mouvement à une série d’images.

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Fabrication d’une bande pour zootrope – Activité 2

Les élèves auront l’occasion de donner libre cours à leur imagination afin de créer une bande pour zootrope.

TÉLÉCHARGER PDF DE L'ACTIVITÉ 2

Artéfiche

Les artefacts qu'Ingenium recueille, conserve et expose témoignent de la riche histoire d’innovations scientifiques et technologiques du pays. Chacun illustre la façon dont les sciences et les technologies ont contribué à la transformation du Canada. Découvrez cet artefact ci au moyen de l’« artefiche » à son sujet.

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Illusions

Illusions

Vous avez sûrement déjà entendu le dicton « Il faut le voir pour le croire ». Pouvons-nous cependant vraiment croire tout ce que nous voyons, entendons, sentons et touchons? Il semblerait que non. Il est plus simple qu’on ne le pense de jouer des tours à l’esprit pour qu’il perçoive quelque chose qui n’existe pas!

Comment ça fonctionne

Les illusions sont la différence entre ce qui existe véritablement et la façon dont le cerveau le détecte et le perçoit. Dans certains cas, l’illusion est provoquée par un contraste. Par exemple, lorsque certaines couleurs sont adjacentes à d’autres couleurs, elles peuvent sembler complètement différentes! D’autres illusions viennent du fait que le cerveau humain veut toujours compléter les motifs. Lorsqu’il semble qu’un motif devrait se poursuivre, mais qu’il ne le fait pas, le cerveau remplira le motif pour qu’il paraisse complet!

Pourquoi c’est important

La plupart du temps, les illusions sont amusantes. Toutefois, certaines ont des usages pratiques en médecine et en psychologie. Par exemple, les illusions peuvent être utilisées pour provoquer des sensations dans les membres qui ne sont pas réellement présentes, menant à des développements dans la recherche pour les amputés. En psychologie, les illusions peuvent être utilisées pour aider les chercheurs à comprendre le fonctionnement du cerveau. Par exemple, une expérience (la falaise visuelle) consiste à placer une feuille d’acrylique clair au-dessus d’un espace vide de plusieurs pieds. Des chercheurs ont observé des bébés marcher à quatre pattes sur le plancher pour voir s’ils éviteraient de passer par-dessus l’espace vide parce que ça semblait dangereux ou s’ils sentiraient le plancher et ramperaient dessus. Les résultats étaient variés selon l’âge du bébé et d’autres facteurs.

Une filière canadienne

Le premier laboratoire de psychologie au Canada a été établi à l’Université de Toronto à la fin des années 1800. Un chercheur nommé August Kirschmann y a développé un cercle chromatique qui a un effet vraiment intéressant quand on le fait tourner. Ce cercle a été utilisé par des chercheurs pour étudier le principe des couleurs et comment il est perçu, particulièrement la façon dont les mélanges de couleurs créent différents effets visuels.

Illusions

En apprendre plus

Venez visiter l’exposition de la Cuisine bizarre + au Musée des sciences et de la technologie du Canada. Découvrez comment vos sens et votre cerveau peuvent vous jouer des tours et changer la façon dont vous interprétez votre environnement.

Fabriquez vous-même un thaumatrope. Les thaumatropes trompent l’œil des enfants depuis les années 1800. Il s’agit d’un petit jouet composé de deux images collées dos à dos et qui semblent se fusionner!

Mets à l'essai! - Illusion du crayon cassé
Mets à l'essai! - Trouve tes « taches aveugles »
Mets à l'essai! - Folioscope

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La technologie prêt-à-porter

La technologie prêt-à-porter

De nos jours, on retrouve la technologie prêt-à-porter dans les univers du divertissement, de l’éducation, de la finance, du conditionnement physique, de la musique de la sécurité personnelle et de la médecine. Bien qu’il existe des technologies portées sur le corps depuis des siècles, les technologies portables d’aujourd’hui sont souvent reliées à un logiciel numérique et à Internet. Dans le secteur de la santé, nous avons des dispositifs de suivi de la condition physique, comme le FitBit et des vêtements intelligents, comme les produits Hexoskin, qui mesurent nos données biométriques et surveillent nos comportements sains. Pour rehausser l’efficacité de nos vies, nous avons des montres intelligentes, des casques Bluetooth et même des lunettes intelligentes, comme les Google Glass qui placent un étage d’information numérique directement devant nos yeux. Pour nous rendre la vie plus agréable, nous avons aussi des consoles de jeu, comme l’Oculus Rift, qui nous plongent au cœur d’une histoire en nous amenant dans un nouvel univers de réalité virtuelle.  

Comment ça fonctionne

Les dispositifs fonctionnent de diverses façons, souvent complexes, selon le type de technologie prêt-à-porter. Cependant, la plupart des technologies actuelles dans le domaine ont quelques points en commun. Leur forme est adaptée pour épouser le corps humain, elles se relient à des logiciels numériques pour recueillir des renseignements et interpréter des actions et se branchent à des réseaux pour permettre le partage d’information avec d’autres appareils, d’autres personnes et d’autres bases de données.

Certains dispositifs, comme les montres intelligentes ou les casques d’écoute sans fil, utilisent la technologie Bluetooth pour relier et synchroniser tous les appareils personnels. D’autres, comme les dispositifs de suivi de la condition physique, peuvent relever le rythme cardiaque et les mouvements afin de mesurer le cycle de sommeil et la performance pendant les entraînements. Souvent, ils se synchronisent avec un ordinateur ou un téléphone intelligent pour consolider les données afin de dégager des tendances.  

Pourquoi c’est important

Les technologies prêt-à-porter nous permettent de déployer les capacités de notre propre corps. Elles ont une influence importante sur tous les aspects de notre vie, y compris nos communications interpersonnelles et notre communication avec le monde.

De plus, ces technologies peuvent sauver des vies. Les médecins peuvent s’en servir durant une intervention chirurgicale pour faire apparaître des images médicales et consulter des collègues à distance durant une chirurgie. En 1996, la chemise intelligente (Smart Shirt) a été utilisée par les militaires des États-Unis pour vérifier les signes vitaux des soldats et optimiser le plus possible les soins médicaux durant les minutes cruciales suivant une blessure. Enfin, des entreprises comme CUFF Smart Jewelry et Lifeline ont créé des dispositifs à porter pouvant transmettre une alerte si le porteur est en danger et déclencher une alarme en cas d’urgence.

Soulignons, cependant, que de nombreuses technologies prêt-à-porter n’ont pas connu une popularité correspondant à leur potentiel. L’hésitation des consommateurs est notamment liée aux limites des fonctionnalités, à la trop courte durée des piles et à la confidentialité. Certaines technologies prêt-à-porter peuvent recueillir et transmettre des renseignements que des gens, et même d’autres personnes que les porteurs, veulent garder confidentiels. Toutefois, les entreprises prennent bonne note de ces problématiques et tentent d’y remédier afin de stimuler davantage l’innovation dans ce domaine.

Une filière canadienne

Une Canadienne qui met véritablement la technologie prêt-à-porter à l’épreuve est Erica Wiebe, médaillée d’or canadienne en lutte libre aux Jeux olympiques de Rio chez les 75 kg. Les vêtements biométriques Hexoskin lui ont permis de faire le suivi de ses performances et de peaufiner son entraînement afin d’obtenir les meilleurs résultats. Sa stratégie semble s’être révélée efficace, médaille d’or à l’appui!

Erica Wiebe, médaillée d’or canadienne en lutte libre aux Jeux olympiques de Rio chez les 75 kg

En apprendre plus

Venez visiter l'Exposition La technologie prêt-à-porter au Musée des sciences et de la technologie du Canada. Découvrez comment la technologie portable a évolué au fil de l’histoire, et faites-en vous-mêmes l’essai!

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Folioscope

Folioscope

Saviez-vous que les animateurs exploitent une simple technique d’illusion d’optique pour que leurs personnages semblent bouger de façon si naturelle? Même si les animateurs ont recours à de puissants ordinateurs, vous pouvez aussi créer votre propre dessin animé en utilisant les mêmes principes que les professionnels!

Prépare

  • Une pile de petits morceaux de papier (les feuillets autocollants fonctionnent bien)
  • Un stylo, un crayon ou des crayons à colorier

Fabrique

  1. Choisissez une histoire et les personnages qui la raconteront. Plus elle est simple, mieux c’est!
  2. Sur le morceau de papier du dessus, dessinez votre premier « cadre », qui sera le premier plan de l’animation. C’est le début de votre histoire.
  3. Sur le deuxième morceau de papier, dessinez le prochain cadre. Celui-ci devrait être très semblable au premier, avec seulement des changements mineurs pour avancer vers la prochaine action. Par exemple, si votre personnage est censé faire un signe de la main, faites-lui lever le bras un tout petit peu.
  4. Répétez ce processus, apportant de petits changements progressifs à chaque page.

Essaie

À l’aide de votre pouce, feuilletez rapidement les pages. On aura l’impression que le personnage bouge!

Explique

Le folioscope paraît vivre à cause du principe de rémanence des images visuelles. Avant que vos yeux aient terminé de traiter la première image, vous êtes déjà passé à la prochaine. Le mouvement semble naturel puisque les dessins, ou cadres, se fondent ensemble parce que votre cerveau ne peut les traiter assez rapidement.

Observe

Un folioscope fonctionne exactement de la même façon que les films animés! Les cadres contenant des dessins légèrement différents changent à un rythme si rapide que votre cerveau est incapable de les traiter séparément. On a donc l’impression que les personnages bougent, mais en réalité ils ne font que basculer d’une image à une autre, comme dans votre livret!

Va plus loin

Le zootrope est un autre objet qui utilise le principe de rémanence des images visuelles. Consultez cette activité d’impression tridimensionnelle d’un zootrope!

Musée des sciences et de la technologie du Canada
Niveau de difficulté :
Easy
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Fabriquez un mirliton

Fabriquez un mirliton

Les instruments produisent des sons grâce aux vibrations, lesquelles envoient des ondes dans les airs. Faites-en l’essai en fabriquant votre propre mirliton!

Prépare

  • Un rouleau d’essuie-tout ou de papier de toilette
  • Un élastique
  • Du papier ciré
  • Des ciseaux

La sécurité avant tout!

L’utilisation de ciseaux peut nécessiter la surveillance d’un adulte.

Fabrique

  1. Coupez un morceau de papier ciré considérablement plus grand que l’ouverture du rouleau.
  2. Placez le papier ciré sur l’ouverture du rouleau et maintenez-le en place à l’aide de l’élastique.
  3. Percez délicatement un petit trou dans le côté du rouleau à l’aide des ciseaux.

Essaie

Chantez dans le côté ouvert du rouleau. Assurez-vous de ne pas recouvrir complètement le trou avec votre bouche.

Explique

Lorsque vous chantez, de l’air est poussé dans le rouleau. Ainsi, la membrane de papier ciré vibre, provoquant des ondes de son. Ces ondes atteignent nos oreilles et font vibrer notre tympan, ce qui produit ce son caractéristique du mirliton!

Observe

Les instruments à vent, comme la clarinette ou le saxophone, utilisent le même principe pour faire de la musique. Il y a un mince morceau de bois, l’anche, sur le bec de l’instrument. Lorsque le musicien souffle dans l’instrument de la bonne façon, l’anche vibre et provoque des ondes de son, tout comme le papier ciré du mirliton!

Va plus loin

Dans l’univers musical, chaque instrument produit un son unique, car ils sont faits de divers matériaux, et on des tailles et des formes différentes. Comment croyez-vous que vous pourriez modifier votre mirliton pour produire des sons différents? Essayez de couper le rouleau pour le raccourcir, d’utiliser un rouleau plus étroit (comme un rouleau de papier d’emballage), ou d’épaissir le rouleau en l’enveloppant dans de la pellicule plastique. Selon vous, de quelle façon ces changements modifieront-ils le son?

Musée des sciences et de la technologie du Canada
Temps requis
10 minutes
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Fabriquez un thaumatrope

Fabriquez un thaumatrope

Le thaumatrope trompe l’œil depuis les années 1800. Ce jeu nous permet de fusionner en une seule image deux dessins apparaissant sur deux feuilles distinctes!

Prépare

  • Des paires d’images (ci-dessous)
  • Des ciseaux
  • Un bâton de colle
  • Du ruban adhésif
  • Une brochette en bois ou une paille
  • Des crayons à colorier (facultatif)

La sécurité avant tout!

L’utilisation de ciseaux peut nécessiter la surveillance d’un adulte.

Fabrique

  1. Choisissez et imprimez une paire d’images
  2. Coloriez les images (facultatif)
  3. Découpez les cercles
  4. À l’aide du ruban adhésif, fixez la brochette ou la paille à l’endos de l’une des deux images. Cela vous servira d’axe. Assurez-vous que la ligne pointillée est bien au centre.
  5. Collez l’endos de la deuxième image sur l’endos de la première (la brochette ou la paille se retrouvera ainsi entre les deux images). Avant de coller, assurez-vous que les lignes pointillées sont bien alignées. Les surfaces que vous avez coloriées doivent être vers l’extérieur.
  6. Laissez sécher la colle

Essaie

Tenez le thaumatrope entre les paumes (aussi loin que possible du visage, pour obtenir la meilleure illusion). Faites tourner le bâton en frottant rapidement les mains ensemble dans un mouvement de va-et-vient et vous verrez les deux images se fondre en une seule!

Explique

Le principe scientifique de ce jeu est la « persistance de la vision ». Ce phénomène est simple : les images alternent si rapidement que les yeux et le cerveau n’ont pas le temps de les voir séparément. Le cerveau enregistre encore la première image lorsque l’information visuelle de la deuxième image arrive. Le cerveau superpose donc les deux images pour en faire une seule!

Observe

Vous serez peut-être surpris de découvrir que les principes du thaumatrope ont inspiré la création des dessins animés! En créant des images fixes qui changent rapidement de l’une à l’autre, on peut créer une illusion de mouvement puisque le dessin (ou le cadre) précédent persiste juste assez longtemps pour que la transition soit imperceptible.

Va plus loin

Un autre jeu reposant sur le principe de la persistance de la vision est le folioscope . Essayez d’en fabriquer un!

Musée des sciences et de la technologie du Canada
Temps requis
15 minutes
Niveau de difficulté :
Easy
Emplacement du programme
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