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PSY 2055. Psychologie de la perception. Perception de la couleur. Frédéric Gosselin / Éric McCabe.

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1 PSY Psychologie de la perception. Perception de la couleur. Frédéric Gosselin / Éric McCabe

2 Cellule ganglion- naire M Cellule ganglion- naire P Magno LGN Parvo LGNV1 V2V3 V2 V5 (MT) Pariétal V4 IT Couleur Forme Mouvement Diagramme simplifié des deux systèmes et de leur origine Système ventral (“what”, temporal) Système dorsal (“where”, pariétal)

3 V4 V1 V2 V3 V5 (MT) lumière Corps genouillé latéral (LGN) gauche Corps genouillé latéral (LGN) droit Cortex visuel

4 Qu’est ce que la couleur? •Lumière : énergie électromagnétique dont la longueur d’onde peut activer les photorécepteurs de notre rétine. •Cette énergie est soit : –Émise (source lumineuse…ampoule). –Réfléchie ou transmise (par transparence).

5 Formation d’une image colorée Observateur Réflection Transmission Émission Illuminant Objet

6 Longueur d’ondes visibles •Entre 400 et 700 nm.

7 •Composition spectrale : Distribution de l’intensité lumineuse à travers les différentes longueurs d’ondes visibles. •Lumière monochromatique : Lumière composée d’une seule longueur d’onde. •Couleur chromatique : Couleur résultant d’une lumière présentant une intensité plus forte pour certaines longueurs d’ondes par rapport à d’autres. •Couleur achromatique : Couleur résultant d’une lumière dont l’intensité est la même pour toutes les longueurs d’ondes

8 Tons de gris = couleurs achromatiques Couleurs chromatiques intensité Longueur d’ondes (nm) (tonalité) (clarté)

9 Courbe de réflectance •Propriété de la surface d’un objet qui concerne la proportion de l’énergie lumineuse qui est réfléchie (ou transmise) à travers l’ensemble des longueurs d’ondes du spectre visible. •La composition spectrale de la lumière réfléchie est fonction à la fois de la courbe de réflectance de l’objet et de la composition spectrale de la source lumineuse.

10 Réflectance (%) Longueur d’onde (nm) Courbes de réflectance

11 Courbe de réflectance - La composition spectrale de la lumière réfléchie est fonction à la fois de la courbe de réflectance de l’objet et de la composition spectrale de la source lumineuse. L(∂) = I(∂) * R(∂) Illumination (I(∂)) Réflectance d’un objet (R(∂)) Lumière réfléchie (L(∂))

12 Mélange additif •Produit par la superposition de faisceaux lumineux. Additionne les énergies à chaque longueur d’onde. La résultante correpond à l’addition des compositions spectrales de chaque faisceau.

13 + = Mélange additif + = + En mélangeant 3 couleurs différentes du spectre à différentes intensités on peut produire des couleurs indifférentiables de n’importe quelle couleur du spectre

14 Qu’est-ce qui se produit quand on mélange de la peinture jaune et bleue? + = Mélange soustractif

15 •Produit par le mélange de pigments ou par la superposition de filtres colorés, chacun absorbant ou bloquant certaines longueurs d’ondes.

16 + = Longueur d’ondes (nm) Intensité Mélange soustractif Qu’est-ce qui se produit quand on mélange de la peinture jaune et bleue?

17 Récapitulatif : Mélange de couleurs •Mélange additif : –On mélange des faisceaux lumineux –La composition spectrale de chacun des faisceau s’additionne –Quantité lumière mélange > Qté lumière faisceau unique •Mélange soustractif : –On mélange des peintures (des pigments) –L’absorption de chacun des pigment se combine –Quantité lumière réfléchie par mélange < Qté lumière réfléchie par pigment unique

18 Catégories de couleur •On est capable de distinguer un nombre pratiquement infini de couleurs (~ ) •La plupart des cultures utilise < de 16 noms pour les couleurs –Il existe, toutefois, de petites différences entre les cultures : •P. ex. Les Berinmo de Nouvelle Guinée ne font pas la distinction, dans leur langue, entre bleu et vert (“grue”)

19 ROUGE JAUNE VERT BLEU On peut organiser les couleurs (tonalités) sur un cercle

20 On peut discriminer 200 différences de tonalité On peut discriminer environ 500 différences de clarté On peut discriminer environ 20 différences de saturation 200 X 500 X 20 = Combien de couleurs pouvons- nous percevoir? saturée claire

21 À quoi correspondent ces dimensions physiquement? •En général, c’est compliqué. •Si on suppose, cependant, que le courbe de réflectance ou que la composition spectrale est normale (gaussienne), alors on a : –La tonalité = le moyenne de la courbe –La clarté = la surface sous la courbe –La saturation = la variance de la courbe

22 À quoi correspondent ces dimensions physiquement? Intensité (# photons) Longueur d’onde (nm) Tonalité (≈ moyenne de la courbe) Clarté (≈ surface sous la courbe) VertJaune Vert (plus sombre) Vert (plus saturé) Saturation (≈ variance de la courbe)

23 La rétine examinée au microscope électronique Cônes Bâtonnets microns (1 micron = m)

24 Photorécepteurs •Tous les bâtonnets contiennent le même pigment. •N ous avons toutefois trois types de cônes sensibles, respectivement, aux courtes (S), moyennes (M) et longues (L) longueurs d’onde

25 Les cônes sont peu sélectifs! S M L

26 •C’est le niveau relatif d’activité des trois types de cônes qui signale la variété de couleurs que notre système peut discriminer. M L S

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28 Théorie trichromatique de la couleur (Young- Helmholtz) Une couleur monochromatique (une seule longueur d’onde) cible est reproduite perceptuellement par le (“matched to”) mélange bien dosé de trois couleurs monochromatiques quelconques. cible 530nm x420+ y560+ z640 mélange En mélangeant 3 couleurs monochromatiques, les sujets normaux parviennent à reproduire toutes les couleurs. Ce n’est pas le cas en ne mélangeant que 2 couleurs monochromatiques.  Démonstration psychophysique de la nécessité de faire intervenir 3 récepteurs

29 Paires métamériques : deux couleurs qui paraissent identiques bien qu’elles soient composées de longueurs d’ondes différentes 530nm x420+ y600+ z % réponse maximale Longueur d’ondes (nm) x= y z

30 Sensibilité à la couleur •Nous sommes plus sensibles au centre du spectre (~550 nm) –Les bleus et les rouges doivent être plus intense que les verts et les jaunes pour être détectés •La clarté est déterminée essentiellement par L et M

31 Distribution des photo-pigments •Surtout des L (64%) et des M (32%); très peu de S (4%)? •Nous sommes relativement insensibles aux teintes bleutées •Nous sommes relativement sensibles aux jaunes et oranges

32 Anomalies de la vision des couleurs •Atteinte congénitale de la vision des couleurs résultant d’une anomalie des cônes. •~ 8% H et 0.5% F

33 (Ishihara)

34 Trichromatisme anormal • Environ 6% des hommes et 0.5% des femmes. • Le sujet a besoin de trois longueurs d’ondes pour faire un appariement métamérique avec n’importe quelle longueur d’onde du spectre visible mais les proportions des longueurs d’onde sont anormales. Donc : utilise trois récepteurs mais leur fonctionnement (caractéristiques d’absorption) est anormal

35 Dichromatisme •Absence complète de l’un des types de cônes. Deux longueurs d’ondes sont nécessaires (et suffisantes) pour faire un appariement métamérique avec n’importe quelle longueur d’onde. •Dichromatisme : Protanope : 1% des hommes et.02 des femmes -aucun cône L Deutéranope : 1% des hommes et.01 des femmes -aucun cône M Tritanope :.002% des hommes et.001% des femmes -aucun cône S (?) 492 nm 498 nm 570 nm

36 Monochromatisme • 1 / ; aucun des types de cônes ne fontionne; ne perçoivent que les tons de gris via les bâtonnets. •Une seule longueur d’onde est nécessaire pour faire un appariement métamérique avec n’importe quelle longueur d’onde.

37 Difficultés pour la théorie trichromatique •Dichromatisme : Protanope : 1% des hommes et.02 des femmes -aucun cône L Deutéranope : 1% des hommes et.01 des femmes -aucun cône M 492 nm 498 nm M (vert) S (bleu) L (rouge) ?

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41 Un autre exemple d’image consécutive colorée… avec un petit quelque chose de plus « Troxler fading »

42 La théorie de la couleur des processus antagonistes (Hurvich et Jameson) Image consécutive : • l’adaptation au rouge mène à une image consécutive verte • l’adaptation au bleu mène à une image consécutive jaune • l’adaptation au noir mène à une image consécutive blanche ? Devrait-être cyan (bleu-vert) selon la théorie trichromatique M (vert) S (bleu) L (rouge)

43 Autres phénomènes suggérants des processus antagonistes • Les sujets n’utilisent jamais des combinaisons du genre de “bleu-jaune” ou “vert-rouge” pour décrire une couleur. • Ces combinaisons de couleurs sont même difficiles à imaginer (p. ex. vert + rouge = jaune). • Constance de la couleur.

44 excitation inhibition A V- R+ B+ J- Bl+ N- Cellules doublement antagonistes de V1 LMS Protanope

45 excitation inhibition A V- R+ B+ J- Bl+ N- LMS Deutéranope Cellules doublement antagonistes de V1

46 Pourquoi voyons-nous du rouge après nous être adapté au vert? R+ V- excitation inhibition LM

47 R+ V- excitation inhibition Adaptation •Les pigments des cônes M sont décolorés •Ceci a pour effet de réduire l’inhibition des cellules antagonistes R+V- Pourquoi voyons-nous du rouge après nous être adapté au vert? LM

48 Achromatopsie cérébrale et V4 •P. ex. Mr. I. étudié par Zeki. •Peut discriminer les contours de deux régions colorées isoluminantes (de même luminance) adjacentes mais, paradoxalement, voit la même couleur dans les deux régions!

49 Catégories de couleur Davidoff et al., 1999 Terry Regier : le language modifie le traitement des couleurs jusqu’à un certain point (cas particulier de l’hypothèse de Whorf).


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