Flash, yeux rouges, yeux jaunes

L’effet « yeux rouges » est un classique de la photographie au flash. Il n’apparaît pas toujours : il faut que les pupilles du sujet soient suffisamment grandes, ce qui arrive lorsque le flash surprend l’œil dans un environnement peu lumineux ou suite à une prise de cocaïne, mais il faut aussi que l’angle flash/œil/objectif soit suffisamment petit, ce qui fait qu’on n’observe jamais l’effet « yeux rouges » lorsque l’appareil photo est très proche de l’œil.

Ces reflets rouges ne sont pas aussi simples qu’ils en ont l’air, et deux idées fausses sont particulièrement répétées et recopiées sur le web à leur sujet. La première est que les yeux rouges n’apparaîtraient que lorsque le sujet regarde droit dans l’objectif, alors que, au contraire, l’effet « yeux rouges » peut être observé pour à peu près n’importe quelle direction de l’œil. La deuxième idée fausse est qu’une personne ayant un œil rouge et un œil jaune sur une photo souffrirait probablement d’une tumeur maligne de la rétine (rétinoblastome) ou a minima de strabisme. En réalité, un œil jaune peut être observé chez n’importe quelle personne à condition qu’elle regarde dans une direction bien précise. Cet article a pour but d’expliquer tout ça en détail et de soulever quelques interrogations sur l’effet « yeux rouges » en l’absence de réponses satisfaisantes sur le web.

Des yeux rouges
qui ne fixent pas l’objectif
Des yeux non cancéreux
et sans strabisme

Anatomie de l’œil

Notre œil, à l’instar des appareils photos et des caméras, fait converger la lumière qu’il reçoit pour former une image nette sur une couche de photorécepteurs, la rétine. La lumière qui entre dans l’œil passe successivement par la cornée, l’humeur aqueuse, la pupille (trou de l’iris), le cristallin et le corps vitré, puis elle atteint « le fond de l’œil » : d’abord la rétine, puis la choroïde, une couche plus vascularisée et pigmentée. Les planches de Netter nous donnent plus de détails :

Le fond de l’œil est de couleur brune ou orange, avec des zones plus sombres (dont la fovéa, au centre) et des zones plus claires (la papille, ou « tache aveugle », décentrée vers le nez). Une dissection d’œil humain réalisée par Jessica M. Skeie et Vinit B. Mahajan permet d’apprécier l’aspect du fond de l’œil, découpé en papillon pour l’occasion :

Cependant, cet œil a probablement perdu un peu de sa couleur rouge du fait qu’il n’est plus irrigué lors de la dissection.

Le cristallin a la particularité de pouvoir changer de forme par l’action du muscle ciliaire, c’est l’accommodation. Cela permet à l’œil de « faire la mise au point » sur un objet en fonction de sa distance afin de le voir net. L’iris peut se contracter pour laisser entrer plus ou moins de lumière.

Fonctionnement et modèle de l’œil

L’œil se comporte approximativement comme une lentille convergente munie d’un diaphragme. Lorsque le focus est fait sur un objet, la lumière issue d’un point de l’objet converge en un point de la rétine :

Un œil Son modèle très simplifié

La lumière issue d’un flash relativement éloigné de l’œil converge donc sur une toute petite partie de la rétine. Pour la même raison, lorsqu’on regarde une pupille, on ne voit à travers qu’une toute petite zone du fond de l’oeil, grossie comme à travers une loupe par la cornée et le cristallin. Réciproquement, si seule une toute petite zone du fond de l’œil est éclairée par un flash, alors une bonne partie de la lumière réfléchie revient sur le flash, en formant un faisceau rouge si le fond de l’œil est rouge.

Si tout était parfait, ce faisceau rouge irait précisément vers le flash et il ne serait pas visible par un appareil photo. Mais si pour une raison ou pour une autre le système n’est pas parfait, alors ce faisceau rouge peut s’étaler et devenir visible à proximité du flash. Pour donner un ordre de grandeur, j’ai observé que l’appareil photo peut voir le faisceau rouge si l’angle flash/œil/objectif est plus petit que 1,5 ou 2° environ, ce qui veut dire en pratique que le flash doit être assez proche de l’objectif ou que la photo doit être prise de suffisamment loin. Ce faisceau rouge existe pour toutes les positions du flash et il est toujours dirigé vers le flash, c’est pourquoi l’effet « yeux rouges » ne dépend pas de l’orientation des yeux.

Je me suis amusé à simuler la lumière d’un flash avec un modèle d’œil simplifié en utilisant Tantalum, un simulateur de rayons lumineux 2D développé par Benedikt Bitterli. Ma scène de simulation se trouve ici : simulation de flash et d’œil rouge. Dans cette simulation, la lumière ne converge pas parfaitement sur la « rétine » (une surface diffuse en forme de demi-sphère), ce qui engendre un faisceau rouge observable en arrière du flash. Voici quelques captures d’écran :

Diaphragme très ouvert
(iris dilaté)
Diaphragme presque fermé
(iris contracté)

Parmi mes questions sans réponses, il y a la question de ce qui fait que notre œil est suffisamment « imparfait » pour engendrer un large faisceau rouge. Une hypothèse est qu’un iris très ouvert détériore la netteté de l’image sur la rétine à cause des aberrations du système optique. Le rôle de l’iris pourrait donc être multiple : non seulement il doit être assez ouvert pour laisser entrer beaucoup de lumière du flash, mais il doit aussi laisser ressortir un faisceau large, et contribuer à la perte de netteté de l’image, c’est à dire augmenter la surface du fond de l’œil éclairée par le flash. Une autre hypothèse est que la lumière du flash pourrait se diffuser localement dans le fond de l’œil, comme dans une main placée devant une lampe, de sorte que la partie éclairée du fond de l’œil soit plus grande. Cela expliquerait peut être la couleur rouge vif observée sur les photos alors que le fond de l’œil paraît moins saturé. Je ne crois pas que les réflexions multiples entre les différents dioptres de l’œil jouent un rôle important.

Yeux rouges, oranges, jaunes

Après avoir décortiqué l’effet « yeux rouges », on peut passer aux yeux jaunes. On a vu que le fond de l’œil n’est pas uniforme, qu’il comporte notamment une tache claire, la papille, là où naît le nerf optique sur la rétine. Si le flash tombe pile-poil sur cette tâche, l’œil sera jaune et non rouge. Cette tâche claire se situe dans chaque œil pas très loin de la fovéa et du côté du nez. Le flash ne peut donc pas éclairer les deux taches aveugles, et on ne peut observer qu’un seul œil jaune à la fois :

Voici quelques essais montrant que la couleur peut varier selon la direction des yeux, du rouge au jaune en passant par le orange. Ces photos ont été prises avec un smartphone, qui a l’avantage (ou plutôt le désavantage !) d’avoir un flash très proche de l’objectif, de sorte que moins d’une longueur de bras suffit entre l’œil et le smartphone pour pouvoir observer les yeux rouges.

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