Cours 5 Flashcards
Définition couleur
Sensation qui nous permet de distinguer entre deux
surfaces qui ont la même clarté
Au niveau de la sensation : on distingue 3
attributs
- Teinte : ex : rouge
- Saturation : pureté de la couleur, dans quelles
proportions elle est mélangée avec une lumière
achromatique - Clarté
Au niveau physique : on distingue 2 attributs
- Longueur d’onde
2. Intensité
Que signifie une image isoluminante ?
Une image de clarté homogène, seulement les couleurs
sont différentes
Que signifie une image achromatique ?
Différence de clarté, luminance, sans différence de
couleur.
La vision des couleurs a deux fonctions, avec des
exemples pour expliquer ces fonctions
exemples pour expliquer ces fonctions
1. Signalisation : une banane est jaune quand elle est
mûre ; on peut traverser au vert
2. Détection : dispositif « anti-camouflage », pour
détecter des stimuli importants pour la survie
A quoi sert le 3ème cône chez l’humain ?
A faire la distinction entre le rouge et le vert à utile pour
la recherche de nourriture (fruits)
De quoi dépend chez certains animaux et
humains la coloration rouge ?
Chez certains animaux la coloration rouge dépend de la
concentration de testostérone (ex. le nez du mandrill, la
crête du coq), qui elle même est corrélée avec
l’agressivité (chez l’humain aussi). Chez les humains, la
couleur de la peau peut signaler la colère (peau rouge)
ou encore la peur (peau pâle).
Etude Hill & Barton, 2005
Légende: Box(ing): la boxe, TKD=taekwondo, G-R
W=lutte gréco-romain, Free W=catch libre
à on devrait avoir une différence de 0 entre rouge et
bleu, mais on trouve que les gens avec un maillot rouge
ont plus fréquemment gagné ! (rouge associé à une
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dominance sociale)
La physique des couleurs : longueurs d’ondes de la couleur (dite monochromatique = couleurs artificielles, une longueur d’onde)
Violet = 400-450nm Bleu = 450-490nm Vert = 500-575nm Jaune = 575-590nm Orange 590-620nm Rouge = 620-720nm Il n’y a pas de longueur d’onde correspondant au blanc. La lumière blanche est un mélange de longueurs d’ondes (sa composition peut varier).
Visible spectrum
De 400 à 700 nm
La réfléctance : quels attributs physiques sont liés
à la couleur d’une surface ?
On voit les objets parce qu’ils reflètent la lumière. La
courbe de réflectance montre que le pourcentage de
lumière reflété par longueur d’onde est spécifique à la
surface. Les longueurs d’ondes reflétées détermine la
couleur qu’on voit.
Typing bond = papier blanc, plus au moins égal à travers
les longueurs d’ondes et une réflectance élevée
Black paper = noir, moins de lumière reflétée
Jamais seulement une longueur d’onde, mais toujours
plusieurs !
La réfléctance
4 types de lumières
Lumière achromatique : la quantité de lumière
reflétée est repartie équitablement sur l’ensemble du
spectre (soit blanc, gris ou noir)
- Lumière chromatique : certaines longueurs d’ondes
sont reflétées plus que d’autres (réflectance sélective à
couleurs)
- Couleurs monochromatiques : seulement une
longueur d’onde est reflétée (plutôt émise)
- La transmission sélective (lumière à travers un
liquide, verre, plastique) peut également changer la
composition de la lumière. Ex. on regarde à travers un
verre jaune et tout ce qui est derrière devient jaune, donc
cela peut changer la couleur.
Le mélange des couleurs soustractif-Filtres
On éclaire ces surfaces avec de la lumière blanche
composée de longueurs d’ondes courtes, moyennes et
longues ; S+M+L.
S = courtes (short), bleu
M = moyennes, vert
L = longues, rouge
Blanc – S = M + L = Jaune
Blanc – M = S + L = Magenta
Blanc – L = S + M = Cyan
Filtre = retenir une certaine longueur d’onde. Quand on
retient longueurs d’ondes courtes (S) à résultat : jaune,
donc le jaune est composé de longueurs d’ondes
moyennes et longues.
Mélange soustractif : les peintures agissent comme un
flitre, car elles ne reflètent qu’une partie du spectre.
- filtre turquoise (cyan) : laisse passer ondes courtes et
moyennes
- filtre jaune : laisse passer ondes moyennes et longues
- La combinaison : laisse passer que ondes moyennes
(plus foncé)
Le mélange additif des couleurs
Au lieu de filtrer, on ajoute des longueurs d’onde
Il y a un mélange additif pour :
- la projection de lumière de différentes couleurs
- en raison des limites de notre acuité visuelle : la
télévision, la pointillisme en peinture
Le code neuronal de la couleur : 2 théories du
19ème siècle, basées sur des données
psychophysiques
- Théorie trichromatique de la vision des couleurs :
Thomas Young (1773-1829) et Hermann von Helmholtz - Théorie des processus antagonistes : Ewald
Hering (1834-1918)
En faveur de la théorie trichromatique : tâche
d’égalisation des couleurs (mélange additif)
La couleur de la partie gauche (jaune dans l’exemple)
doit être reproduite à droite, à l’aide d’un mélange de
longueur d’ondes.
Avec des mélanges de seulement 3 couleurs (pas
nécessairement rouge, vert et bleu) les participants
arrivent à égaliser la partie gauche et droite, quelque
soit la couleur à égaliser.
à Il faut donc un mélange de 3 couleurs pour pouvoir
reproduire n’importe quelle autre couleur. Donc 3
processus derrière la perception des couleurs
Théorie trichromatique de Young-Helmholtz
La perception des couleurs est basée sur 3 types de
récepteurs, chacun avec une différente sensibilité
spectrale. La lumière d’une certaine longueur d’onde
stimule les 3 récepteurs dans une proportion différente,
et de ce pattern d’activité résulte la perception d’une
couleur.
à La physiologie a démontré la présence de 3 pigments
(molécules photosensibles opsines) différents dans le
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cônes, ayant une absorption maximale dans les
longueurs d’ondes courtes (419nm), moyennes (531nm)
et longues (558nm) du spectre visible.
Les couleurs métamères
Le pattern d’excitation des 3 types de cônes détermine la
perception des couleurs.
Couleurs métamères : le stimulus physique (la
composition des longueurs d’ondes) est différent, mais le
pattern d’excitation des cônes est le même, de sorte
qu’une couleurs identique est perçue dans les deux cas.
Image : bleu à plus d’activation du récepteur qui préfère
les longueurs d’ondes courtes. Rouge à plus
d’activation récepteur qui préfère L.
à le taux relatif d’activation de chaque type de cône fait
qu’on perçoit des couleurs, pas le stimulus physique
Pourquoi plusieurs récepteurs ?
- Le stimulus donnant lieu à la perception de la couleur
peut varier sur 2 dimensions : la longueur d’onde (ou la
composition des longueurs d’onde) et l’intensité. - Le récepteur change son niveau d’activation en
fonction de la quantité de lumière absorbée. Il ne produit
qu’une seule valeur (le principe d’univariance). - Par conséquent, on ne peut pas discriminer les
couleurs avec 1 seul récepteur, car les effets de
l’intensité et de la longueur d’onde sont confondus.
Principe d’univariance : un seul récepteur
A : avec une même intensité la longueur d’onde va
déterminer l’absorption (le récepteur a une préférence
pour des longueurs d’ondes de 550 nm).
B : toutefois, une différence d’intensité peut provoquer la
même absorption pour des longueur d’ondes différentes.
Décharges varient selon les longueurs d’ondes. Mais, ça
ne peut pas jouer, car même taux d’absorption avec 590
et 480 sur A, sur le même trait pointillé à on ne peut
pas discriminer les couleurs
Principe d’univariance : 2 récepteurs
Avec deux récepteurs de sensibilités différentes ?
La réponse des deux récepteurs spécifie la longueur
d’onde: quelle que soit l’intensité, il n’y a qu’une longueur
d’onde correspondant à une certaine absorption sur les
deux récepteurs à la fois.
à On peut discriminer entre un changement de
longueurs d’ondes et un changement d’intensité à
besoin d’au moins 2 récepteurs pour percevoir les
couleurs
La théorie des processus antagonistes de Hering
La perception des couleurs est causée par les réponses
antagonistes: axes bleu-jaune et rouge-vert.
Effets consécutifs : l’observation d’une surface bleue
produit une image rémanente jaune et vice versa.
Couleurs antagonistes : lorsqu’on juge l’apparence d’une
lumière monochromatique, le vert et le rouge ou le bleu
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et le jaune s’excluent – on ne perçoit pas du bleu et du
jaune simultanément, alors que l’on peut percevoir du
vert-bleu, rouge-jaune (pas de chevauchement entre
bleu-jaune ; rouge-vert)
Cellules ganglionnaires
Il existe des neurones antagonistes au niveau des
cellules ganglionnaires et du corps genouillé latéral: ex.
des neurones activées par le bleu et inhibés par le jaune
(B+Y-) à Les deux théories sont complémentaires : il y
a bien 3 types de récepteurs, dont la réponse est
combinée par des neurones antagonistes.
Canaux post-récepteur
La combinaison des réponses des 3 types de récepteurs
peut expliquer les processus antagonistes.
3 canaux (dimensions) différents:
– bleu-jaune = S - (M+L) (Circuit 1)
– vert-rouge = M - L (Circuit 2, un excitateur et u
inhibiteur = antagonistes)
– Un 3ème canal ne s’intéresse qu’à la luminance: il
somme les réponses M et L.
L’addition et la soustraction est effectuée au moyen de
connexions inhibitrices (réponse OFF) et excitatrices
(réponse ON).
à les cellules ganglionnaires sont aussi organisées en
paires opposées
Les déficiences des récepteurs :
Monochromatisme
- héréditaire et rare (10 personnes sur 1million)
- absence de cônes
- éblouissement par la lumière du jour ; acuité visuelle
faible
à Ne voit rien au niveau de la fovéa, ligne du regard.
Voit que à la périphérie. Ne voit ni les couleurs, ni les
détails, voient flou. Quand bcp de lumière,
éblouissement, les bâtonnets sont saturés (porteront des
lunettes de soleil), fréquent chez personnes âgées
Les déficiences des récepteurs : Dichromatisme
absence d’un type de pigment (que 2 types de cônes)
- héréditaire, lié au chromosome X, à l’exception de la
tritanopie. Les hommes en possèdent une copie et les
femmes deux. C’est un trait récessif, par conséquent, il
faut deux copies défaillantes pour qu’une femme soit
atteinte, seulement une pour l’homme.
- point neutre : il y a une longueur d’onde (lumière
monochromatique) qui est perçue comme grise, à la
différence de la vision normale.
à Ne voit pas de couleurs
Les déficiences des récepteurs : psychophysique
La tâche d’égalisation des couleurs donnera des
résultats différents selon la déficience.
Un monochromate (aveugle aux couleurs) a seulement
besoin d’une longueur d’onde pour égaliser toute autre
couleur dans le spectre. Un dichromate a besoin de deux
longueurs d’onde et un trichromate a besoin des trois
longueurs d’onde.
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Certains trichromates ont une moins bonne performance
d’égalisation, en raison d’une anomalie dans leurs
courbes d’absorption (rapprochement de la courbe L et
M). C’est l’anomalie la plus fréquente (deutéranomalie et
protanomalie, 5%).
Cas de dichromatie unilatérale: ils peuvent comparer ce
qu’il voient avec l’œil déficient (dichromate) par rapport à
ce qu’il voient avec l’œil normal.
3 formes de dichromatisme (= manque un type de
cône)
Protanopie
- point neutre = 492nm
- hommes 1%, femmes 0.02%
- pas de pigment pour les longueurs d’ondes longues
(rouge manque, ne voit pas différence entre rouge et
vert)
Deutéranopie :
- point neutre = 498nm
- hommes 1%, femmes 0.01%
- pas de pigment pour les longueurs d’ondes moyennes
(vert manque)
à M et L très proche donc c’est pour ça que protanopie
et deutéranopie ont les deux couleurs très semblables ;
ne voit pas différence entre rouge et vert
Tritanopie :
- point neutre = 570nm
- hommes 0.002%, femmes 0.01%
- pas de pigment pour les longueurs d’ondes courtes
(bleu manque, voit différence entre rouge et vert)
à Dans les 3 cas, ils ont le blanc dans leur spectre
visible, alors que les personnes saines (normales) n’ont
pas de blanc dans le spectre visible.
à Blue-cone monochromat : plus d’absorption à 420nm,
longueur d’onde préférée du cône (S)
à Rod monochromat : longueur d’onde préférée des
bâtonnets = 500nm, taux d’absorption maximale pour
bâtonnets.
à La longueur d’onde perçue comme plus claire est la
mieux absorbée
Tester la perception de
la couleur
Achromatopsie cérébrale
Les planches pseudo-isochromatiques d’Ishihara peuvent être utilisées pour déterminer le type de déficience.
Chiffres définis par un contraste de couleur. Un deutéranope devrait avoir de la difficulté avec le 57 et le 45 par exemple.
Après une lésion corticale, certains patients sont incapables de percevoir des couleurs, malgré des
récepteurs intacts. Exemple : ils n’arrivent plus à détecter le stimulus rouge
à gauche, mais ils sont capables de détecter une
différence de clarté dans l’image de droite. On pense que V4 et V8 seraient spécialement
impliquées dans la perception des couleurs Si lésion V4 ou V8 à problèmes dans la perception des couleurs, on ne voit pas le carré rouge parmi les verts
mais on peut voir la clarté comme à droite.
Un module cortical pour la couleur
Des études d’imagerie fonctionnelle ont montré que l’aire
V8 (adjacente à V3) est spécialement activée par la
présentation de grilles colorées isoluminantes. Cette aire
est également activée par l’effet consécutif de la couleur
Qu’est-ce que la constance de la perception des
couleurs ?
La stabilité relative de la perception des couleurs dans
des conditions d’illumination différentes.
Il y a de grandes différences entre la composition
spectrale de la lumière du soleil et de la lumière d’une
ampoule (ex. tungstène), pourtant notre perception des
couleurs reste relativement constante.
3 mécanismes peuvent assurer une certaine
aconstance des couleurs, lesquels ?
L’adaptation chromatique
- Le principe des rapports d’activation
- L’effet de mémoire des couleurs
L’adaptation chromatique
Après avoir absorbé une grande quantité de lumière, le
pigment (ex. « L ») sera momentanément moins sensible
(ex. on voit moins bien le rouge). Lorsqu’on entre dans
une chambre éclairée par une ampoule à tungstène, les
yeux s’adaptent aux longueurs d’ondes longues ; cette
diminution de sensibilité compense l’influence que les
longueurs d’ondes longues (provenant de l’illuminant)
auront sur notre perception de la couleur des objets.
à a) on perçoit comme vert
à b) on perçoit comme vert-rouge, biaisé vers jaune
à c) lumière rouge, perception comme a, l’œil s’adapte
au rouge et ne le voit plus à la fin, car adaptation
chromatique, perçu comme s’il y avait une lumière
blanche
La constance de la couleur dans le cortex
Un changement d‘illumination isolé change la couleur
(ou la clarté) perçue. Si le changement d’illumination est
global (tout le Mondrian), la couleur perçue change peu.
Si notre perception était locale, on devrait percevoir
essentiellement du vert lorsque l’illuminant projette de la
lumière verte.
Mais, on ne détecte pas le « bleu » en termes absolus,
mais quelque chose de plus « bleu » que le reste.
Au niveau neuronal, une constance de couleur est
présente en V4 (réponse maintenue sous différents
illuminants), mais pas en V1
Le principe des rapports d’activation
Les couleurs sont perçues par rapport au contexte. Si le
rapport d’activation ne change pas, la couleur perçue reste
constante malgré un changement en termes absolus – qui
pourrait être dû à l’illuminant.
Rapport entre objet et contexte. Ombre : moins de lumière
absorbée, ne ressemblent pas au soleil (4 graphiques). Mais
quand on calcule le rapport, c’est le même !
L’effet de la mémoire des couleurs
La couleur caractéristique d’un objet influence sa perception :
sa couleur tend à être perçue comme étant celle à laquelle on
est familiers. Ex. une banane apparaitra plus jaune qu’un
objet qui renvoie la même lumière mais qui n’a pas de couleur
caractéristique (une figure géométrique). Cet effet peut avoir
pour conséquence une meilleure constance des couleurs.
Chez d’autres espèces
L’abeille et certains oiseaux (ex. mésange) voient plus dans le
spectre ultraviolet.
Une crevette-mante a 12 types de cônes et voit/discrimine
probablement plus de couleurs.
