Principes de la perception des couleurs PDF

Principes de base de la perception des couleurs Trois étapes pour la perception des couleurs : 1. Détection : Les longueurs d'onde de la lumière doivent être détectées en premier lieu. 2. Discrimination : Nous devons être capables de faire la différence entre une longueur d'onde (ou un mélange de...

Principes de base de la perception des couleurs Trois étapes pour la perception des couleurs : 1. Détection : Les longueurs d'onde de la lumière doivent être détectées en premier lieu. 2. Discrimination : Nous devons être capables de faire la différence entre une longueur d'onde (ou un mélange de longueurs d'onde) et une autre. 3. Apparence : nous voulons attribuer des couleurs perçues aux lumières et aux surfaces dans le monde et faire en sorte que ces couleurs perçues soient stables dans le temps, quelles que soient les différentes conditions d'éclairage. Types de photorécepteurs  Étape 1: Détection Trois types de cônes : Les cônes S détectent les longueurs d'onde courtes (bleue). Les cônes M détectent les longueurs d'onde moyennes (verte). Les cônes en L détectent les grandes longueurs d'onde (rouge).  Étape 1: Détection Il est plus précis de désigner les trois cônes comme "court", "moyen" et "long" plutôt que "bleu", "vert" et "rouge", car ils répondent chacun à une variété de longueurs d'onde. La sensibilité maximale du cône-L est de 565 nm, ce qui correspond au jaune et non au rouge !  Étape 1: Détection Photopique : intensités lumineuses suffisamment brillantes pour stimuler les cônes et suffisamment brillantes pour « saturer » les bâtonnets à leurs réponses maximales. La lumière du soleil et un éclairage intérieur brillant sont tous deux des conditions d'éclairage photopique.  Étape 1: Détection Scotopique : intensités lumineuses suffisamment brillantes pour stimuler les bâtonnets, mais trop faibles pour stimuler les cônes. Le clair de lune et l'éclairage intérieur extrêmement faible sont tous deux des conditions d'éclairage scotopique.  Étape 2: Discrimination Le principe d'univariance : Un ensemble infini de différentes combinaisons de longueurs d'onde et d'intensités peut susciter exactement la même réponse d'un seul type de photorécepteur. Par conséquent, un type de photorécepteur ne peut pas faire de discrimination de couleur basée sur la longueur d'onde. Étape 2: Discrimination Étape 2: Discrimination  Étape 2: Discrimination Les bâtonnets sont sensibles aux niveaux de lumière scotopique. Tous les bâtonnets contiennent la même molécule de photopigment : la rhodopsine. Par conséquent, tous les bâtonnets ont la même sensibilité aux différentes longueurs d'onde de la lumière. Par conséquent, les bâtonnets obéissent au principe d'univariance et ne peuvent pas détecter les différences de couleur. Dans des conditions scotopiques, seuls les bâtonnets sont actifs, c'est pourquoi le monde semble vidé de ses couleurs. La vision des bâtonnets  Étape 2: Discrimination Avec trois types de cônes, nous pouvons faire la différence entre des lumières de différentes longueurs d'onde. Dans des conditions photopiques, les cônes S, M et L sont tous actifs. Étape 2: Discrimination  Étape 2: Discrimination Théorie trichromatique de la vision des couleurs: La théorie selon laquelle la couleur de toute lumière est définie dans notre système visuel par les relations de trois nombres, les sorties de trois types de récepteurs maintenant connus pour être les trois cônes. Aussi connue sous le nom de théorie de Young-Helmholtz  Étape 2: Discrimination Métamères: Différents mélanges de longueurs d'onde qui semblent identiques ; plus généralement, toute paire de stimuli perçus comme identiques malgré des différences physiques. Métamères Métamères  Étape 2: Discrimination Histoire de la vision des couleurs Thomas Young (1773–1829) et Hermann von Helmholtz (1821–1894) ont découvert indépendamment la nature trichromatique de la perception des couleurs. ○ C'est pourquoi la théorie trichromatique est appelée la "théorie de Young-Helmholtz". James Maxwell (1831–1879) a développé une technique de correspondance des couleurs qui est encore utilisée aujourd'hui. L’expérience de Maxwell L’expérience de Maxwell  Étape 2: Discrimination Mélange de couleurs additif : Un mélange de lumières Si la lumière A et la lumière B sont toutes deux réfléchies d'une surface vers l'œil, dans la perception de la couleur, les effets de ces deux lumières s'additionnent. Étape 2: Discrimination Pointillisme Pointillisme  Étape 2: Discrimination Mélange de couleurs soustractif : Un mélange de pigments. Si les pigments A et B se mélangent, une partie de la lumière qui brille sur la surface sera soustraite par A et une autre par B. Seul le reste contribue à la perception de la couleur. Mélange soustractif  Mélange additif vs. mélange soustractif Le moyen le plus simple de se souvenir de la différence entre le mélange de couleurs additif et soustractif: le mélange de couleurs additif est ce qui se produit lorsque nous mélangeons des lumières de différentes couleurs. le mélange de couleurs soustractif se produit lorsque nous mélangeons des peintures ou d'autres matériaux colorés. Pointillisme  Étape 2: Discrimination Le corps géniculé latéral (LGN) a des cellules qui sont stimulées au maximum par des taches de lumière. La voie visuelle s'arrête dans le LGN sur le chemin de la rétine au cortex visuel. Les cellules LGN ont des champs récepteurs avec une organisation centre-périphérie (actv max au centr et inhibent périférie). Processus antagoniste: neurone dont la sortie est basée sur une différence entre des ensembles de cônes. Dans LGN, il existe des cellules antagonistes avec une organisation centre-périphérie. La théorie de la couleur des processus antagonistes Certaines cellules LGN sont excitées par l'activation du cône L au centre, inhibées par l'activation du cône M dans leur entourage (et vice versa). ○ Rouge contre vert La théorie de la couleur des processus antagonistes D'autres cellules du LGN sont excitées par l'activation du cône S au centre, inhibées par l'activation de cône (L + M) dans leur périphérie (et vice versa). ○ Bleu contre jaune  Étape 2: Discrimination Processus antagoniste dans le LGN: Rôle dans la Perception des Couleurs: Ce système antagoniste est essentiel pour la discrimination des couleurs. Il aide à percevoir les contrastes entre les couleurs complémentaires (comme le rouge et le vert, ou le bleu et le jaune), améliorant ainsi la clarté et la richesse des images perçues. Transmission au Cortex Visuel: Après traitement dans le LGN, les informations sur les couleurs sont transmises au cortex visuel pour une interprétation et une perception plus élaborées/tâches plus complexes. Pause  Phénomènes suggérant des processus antagonistes Les sujets n’utilisent jamais des combinaisons de type “bleu-jaune” ou “vert-rouge” pour décrire une couleur. Ces combinaisons de couleurs sont même difficiles à imaginer Anomalie de la vision des couleurs : l’atteinte affecte à la fois soit la perception du rouge et du vert, soit celle du jaune et du bleu.  Image consécutive Fixer une surface colorée pendant une période de temps assez longue donne lieu à la perception d’une image de couleur complémentaire. Image consécutive Image consécutive Image consécutive Image consécutive  Étape 3: Apparence Espace colorimétrique : Un espace tridimensionnel qui décrit toutes les couleurs. Il existe plusieurs espaces colorimétriques possibles. Espace colorimétrique RGB : défini par les sorties des lumières de longueur d'onde longue, moyenne et courte (c'est-à-dire rouge, vert et bleu).  Étape 3: Apparence Espace colorimétrique TCS (en anglais HSB) : ○ Tonalité (200) : L'aspect chromatique (couleur) de la lumière. ○ Clarté (500) : La distance par rapport au noir dans l'espace colorimétrique. ○ Saturation (20) : La force chromatique d'une teinte. GIMP ou Photoshop  Étape 3: Apparence Les limites de l'arc-en-ciel: Couleurs non spectrales : Certaines couleurs que nous voyons ne correspondent pas à une seule longueur d'onde de lumière. Le violet et le magenta ne sont perçus que lorsque les cônes S et L sont stimulés, mais pas les cônes M. Couleurs non-spectrales  Étape 3: Apparence Ewald Hering (1834-1918) a remarqué que certaines combinaisons de couleurs sont « légales » tandis que d'autres sont « illégales ». Nous pouvons avoir du vert bleuâtre (cyan), du jaune rougeâtre (orange) ou du rouge bleuâtre (violet). Nous ne pouvons pas avoir de vert rougeâtre ou de jaune bleuté. Couleurs opposées  Étape 3: Apparence Expériences d'annulation de tonalité (Hue): Commencez par une couleur, comme un vert bleuté. L'objectif est d'obtenir un vert pur sans aucune trace de bleu ou de jaune. Faites briller une lumière jaune pour annuler la lumière bleue. Réglez l'intensité de la lumière jaune jusqu'à ce qu'il n'y ait plus aucun signe de bleu ou de jaune dans la zone verte. Annulation de tonalité -annuler le bleu Annulation de tonalité - annuler le bleu Annulation de tonalité - annuler le jaune Annulation de tonalité - annuler le rouge Étape 3: Apparence Étape 3: Apparence  Étape 3: Apparence Couleur dans le cortex visuel ○ Existe-t-il une place particulière dans le cortex spécialisée pour le traitement des couleurs ? ○ Pas clair : V1, V2 et V4 sont tous impliqués dans la perception des couleurs, mais pas exclusivement. ○ Achromatopsie : Perte de la vision des couleurs due à des lésions cérébrales. Différences individuelles dans la perception des couleurs Langue et couleur: Accord général sur les couleurs Termes de couleur de base : mots uniques qui décrivent les couleurs, sont utilisés avec une fréquence élevée et ont des significations convenues par les locuteurs d'une langue. Différences individuelles dans la perception des couleurs 11 couleurs de base Différences individuelles dans la perception des couleurs Diverses cultures décrivent la couleur différemment. Relativisme culturel : dans la sensation et la perception, l'idée que les expériences perceptives de base (par exemple, la perception des couleurs) peuvent être déterminées en partie par l'environnement culturel. Différences individuelles dans la perception des couleurs Limites catégorielles dans des réseaux de neurones J.P. de Vries et al. (2022) Elife.  Anomalies de la vision des couleurs Atteinte congénitale de la vision des couleurs résultant d’une anomalie des cônes. ~ 8% des hommes et 0.5% des femmes Anomalies de la vision des couleurs (Ishihara)  Vision des couleurs anormale Plusieurs types de vision anormale des couleurs: Deutéranopie : En raison de l'absence de cônes M. Protanope : En raison de l'absence de cônes en L. Tritanope : En raison de l'absence de cônes en S. Monochromie des cônes : Présence d’un seul type de cône donc réelement daltonien.  Vision des couleurs anormale Cône monochromatique : n'a qu'un seul type de cône ; vraiment daltonien et ne perdent pas vision en sit scroto. Bâtonnet monochromatique : N'a aucun cône ; vraiment daltonien et très malvoyant en pleine lumière. Anomie : Incapacité à nommer des objets ou des couleurs malgré la capacité de les voir et de les reconnaître. Généralement due à des lésions cérébrales. Différences individuelles dans la perception de la couleur Synesthésie : Lorsqu'un stimulus évoque l'expérience d'un autre stimulus qui n'est pas présent. Exemple : lettres semblant avoir des couleurs (synesthésie graphème-couleur) ou sons ayant des goûts Environ 4 à 5 % de la population vivent des expériences de synesthésie