Orientation dans l'espace

L'orientation d'un objet dans l'espace est une partie de la description de la façon dont un objet est placé dans l'espace. Cette orientation est relative et ne peut être décrite que par rapport à une orientation de référence ; l'orientation est alors la rotation imaginaire que l'objet devrait subir pour être placé de la même façon que la référence. Une rotation n'est pas en général suffisante pour retrouver le placement de référence et il est le plus souvent nécessaire de faire subir une translation à l'objet, ce qui correspond à la position de l'objet dans l'espace. Pour définir l'orientation d'un objet, la première étape consiste donc à définir deux vecteurs, c'est-à-dire deux axes orientés (c'est-à-dire munis d'un sens) non parallèles et liés à l'objet. Ces axes peuvent être choisis de manière arbitraire, ou bien suivre la forme ou l'anisotropie de l'objet. Par exemple, si l'objet est parallélépipédique, on choisira deux des arêtes de l'objet ; si l'objet est un cristallite, on choisira les deux directions ayant la plus grande densité d'atomes. Cela revient en fait à définir un repère lié à l'objet, le troisième axe du repère pouvant être la normale au plan contenant les deux premiers axes. Dans le plan (par exemple un piéton, ou un véhicule roulant sur terre), il suffit de définir un seul axe orienté pour l'objet. Pour une personne, il est facile d'orienter les axes avant/arrière (face/dos) et, sauf cas inhabituel, l'axe dessus/dessous (tête/pieds) ; en raison de l'apparente symétrie du corps, il est moins évident d'orienter la dimension restante : la gauche peut alors être définie comme la direction qui vient compléter {vers le dessus, vers l'avant} pour former un trièdre direct. Des phénomènes de désorientation spatiale (avec vertiges, éventuellement) peuvent affecter la personne dans le cas de certaines pathologies, de l'autisme, ou chez un pilote d'avion manquant des repères visuels habituellement disponibles au sol. L'orientation de référence peut être la coïncidence du repère lié à l'objet et du repère de référence considéré, ou bien l'orientation de l'objet à un instant donné.