Perception visuelle M©triques de lapparence color©e

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  • Perception visuelle Mtriques de lapparence colore
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  • Couleur et lumire n Lumire et couleur sont en troite interdpendance. La couleur est en fait la traduction d'une sensation colore produite sur lil (3) par la partie de la lumire (1) rflchie par l'objet (2). n Les sensations colores produites par un objet dpendent, de ce fait de la composition de la lumire (1) avec laquelle il est clair et des interactions rayonnements/matires (absorption, rflexion, diffusion) spcifiques de cet clairage (ou illuminant) par l'objet (2).
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  • Reprer et mesurer la couleur n Toute utilisation des couleurs oblige effectuer une acquisition, un reprage, une nomination, un classement afin de faciliter sa communication. La couleur tant un phnomne visuel, son apparence dpend non seulement de la physique des couleurs, mais aussi de son environnement et des mcanismes de perception des couleurs. Cela nous amne distinguer couleur physique et couleur phnomnologique. Ceci est d'une importance majeure car toute l'histoire des couleurs au travers des systmes de classification proposs nous montre l'ambivalence du phnomne couleur. Lanalyse critique de lapparence visuelle de la couleur nous fait connatre dans une premire approche son caractre tridimensionnel. Cette tri-variance visuelle est l'origine de la reprsentation gomtrique vectorielle des couleurs et de la colorimtrie physique trichrome qui montre que toute couleur peut s'analyser selon trois composantes lumire ( R, V, B ).
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  • Modle RVB n Le modle RVB dcrit une couleur en fonction de la valeur de rouge de vert et de bleu qu'elle met. Dans un modle RVB le blanc correspond la valeur maximale de rouge, de vert et de bleu. n Chaque couleur du cube peut tre dcrite par ses coordonnes sur les axes R, V et B, bases fondamentales de la colorimtrie physique.
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  • Colorimtrie n La colorimtrie consiste en un ensemble de donnes physiques et de mthodes mathmatiques permettant de quantifier la couleur objectivement. Il convient d'insister sur le fait que ces donnes et mthodes dcoulent de l'exprience visuelle. Il est aussi intressant d'tablir un parallle entre les traitements prenant place dans le systme visuel et l'approche empirique de la colorimtrie conventionnelle. n Le systme de rfrence colorimtrique CIE (X Y Z) permet partir de la connaissance des variables R,V,B, la spcification d'un stimulus de couleur isol dans un espace trois dimensions. Sa construction repose sur les galisations de couleur. Tous les stimulus isols ayant la mme couleur - mme s'ils ont un spectre diffrent - ont les mmes composantes trichromatiques. En fait, ils initialisent les mmes signaux dans les cnes rtiniens.
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  • Diagramme CIE 1931 n La CIE (Commission Internationale de l'clairage), cre en 1931, s'est attache dcrire les couleurs en fonction de leur perception par loeil humain, sous un clairage standardis (illuminant C, D65,...). n Le modle x,y,Y ci-contre prsente un inconvnient majeur: selon l'endroit o l'on se trouve sur la carte, un mme cart de position ne reprsente pas forcment une mme diffrence de perception.
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  • Apparence visuelle et attributs des couleurs n La perception visuelle est lopration mentale de structuration de la sensation visuelle. Par extension le terme de perception visuelle dsigne aussi bien le rsultat de lopration perceptive et cognitive que lopration elle-mme. Ici, on utilisera le terme apparence visuelle pour dsigner le rsultat de cette opration n Lorsque lon slectionne des objets colors pour tablir une collection, on les classe gnralement selon trois variables perceptives, les attributs de la couleur : La teinte ou tonalit chromatique teinte Le niveau de colorationniveau de coloration La clartclart Teinte et niveau de coloration caractrisent le caractre chromatique des couleurs. Leur ensemble est souvent considr comme tant la couleur. Le niveau de coloration et la clart sont souvent dcrits par un seul adjectif combinant les deux indications et caractrisant une couleur de teinte donne n La colorimtrie permet de dfinir et mesurer ces attributs; nanmoins elle ne permet pas de mesurer lapparence des couleurs fonction de ladaptation visuelle chromatique et des contrastes simultans.contrastes simultans.
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  • Espaces physiques et psychomtriques n Certes au plan exprimental, le concept de base, nergtique, donne la possibilit de reprer les couleurs et plus fondamentalement de mesurer les stimulus, en tablissant des corrlations entre couleurs mesures et couleurs perues. n Mais le dsir dvaluer non plus des stimulations mais des sensations et des perceptions, ncessite lintroduction de grandeurs nouvelles, psychophysiques, cest dire ayant une signification perceptive. Ainsi en dpassant la colorimtrie de base qui traduit la premire phase des processus physiologiques (celle de la rponse initiale des cnes stimuls par les rayonnements), la colorimtrie psychomtrique se rapportant aux phases suivantes des processus rtiniens et corticaux pour valuer les sensations, permet la mise en place despaces psychomtriques.
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  • Les Espaces de reprsentation n La colorimtrie de base, celle issue de la thorie de Newton reste trs proche de modles physico- mathmatique permettant denvisager des espaces vectoriels affines, reprsentatifs des stimulus, sinscrivant dans des espaces de reprsentations cartsiennes ou polaires. n Le systme CIE qui en rsulte est dun emploi universel dans les mesures et les calculs. Par son diagramme de chromaticit x,y, non uniforme, ce systme sert reprsenter utilement les couleurs.
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  • MUNSELL Le systme de notation des couleurs mis au point par A.H MUNSELL en 1915, identifie la couleur au moyen de trois attributs : La teinte, la luminosit et la saturation. Cette mthode de notation situe les trois attributs de la couleur selon des chelons ordonns correspondant des intervalles visuels gaux.Les donnes numriques ou paramtres de cette gamme servent analyser et dcrire la couleur de faon prcise dans des conditions parfaitement dfinies dclairage et dobservation.La notation de teinte ( HUE ), indique la place dune couleur dans un cercle chromatique de 100 teintes rgulirement espaces. Il existe 10 teintes de base ( 5 principales et 5 intermdiaires ), situes dans tous les 10 intervalles du cercle chromatique. La notation de teinte, dusage courant, est fonde sur les noms de 10 teintes de base : Rouge (R), Jaune-Rouge (YR), Jaune (Y ), Vert-Jaune (GY), Vert (G), Bleu-Vert (BG), Bleu (B), Violet Bleu (PB), Violet (P) et Rouge-Violet (RP).
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  • Modle MUNSELL n Dans le modle de Munsell (ci-dessous) la saturation augmente avec la distance au centre du modle. n La luminosit (ou luminance) exprime la quantit totale de lumire mise par la couleur. Plus une couleur est haute sur l'axe du modle, plus sa luminosit est grande. La valeur maximale de luminosit est atteinte pour le blanc. La corrlation MUNSELL/C.I.E donne la mthode de conversion des mesures exprimentales, instrumentales en Renotation Munsell et fournit la premire spcification psychophysique sre pour la ralisation des talons de couleurs MUNSELL
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  • Modle NCS n Le N.C.S ( Natural Color System Sudois ) ou systme naturel des couleurs est bas sur la manire dont ltre humain peroit les couleurs, et non pas sur une quelconque thorie de mlanges des pigments. Le besoin de codifier les couleurs de faon systmatique est fort ancien. A.S FORSIUS jeta en 1611 dans son livre Physica les bases du N.C.S : Parmi toutes les couleurs, il y a 2 couleurs de base, le blanc et le noir....quatre couleurs intermdiaires les ni - ni un jaune qui soit ni vert ni rouge, un rouge ni jaune ni bleu, un bleu ni rouge ni vert, un vert ni bleu ni jaune. et le gris du blanc au noir.
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  • Modle NCS Une couleur quelconque peut-tre dcrite de faon univoque par des valeurs de ses caractristiques lmentaires. Aucune couleur ne peut avoir en mme temps une teneur en jaune et une teneur en bleu ou en mme temps une teneur en rouge et en vert; il sensuit que du point de vue perceptif, que deux des teneurs sont gales zro. Les deux autres caractristiques chromatiques sont remplaces par la teneur chromatique (c), qui est leur somme, et par la tonalit (H), qui est leur rapport. Dans le systme naturel des couleurs NCS, on utilise une mthode psychomtrique pour mesurer les couleurs cot de la mthode physique usuelle. Les notations NCS sont descriptives de la couleur perue et peuvent tre applique directement pour la description des couleurs.
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  • Modle NCS Le fait que les couleurs chromatiques peuvent tre non seulement apparentes entre elles, mais encore au noir et au blanc, nous conduit une reprsentation tridimensionnelle. Un double cne de rvolution sest avr tre le modle le plus pratique avec le cercle des couleurs chromatiques en tant ququateur, et le noir et le blanc comme ples. On obtient un modle du systme naturel des couleurs, parfaitement dfini sans rfrence des chantillons ni des valeurs de stimuli.
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  • Modle NCS n Notation NCS 2030-Y90R : Teneur en noir s = 20%, teneur chromatique c=30% Teinte Y90R quivalente 10% de jaune et 90% de rouge, soit en dfinitive : noir 20, blanc 50, jaune 30x0,1= 3, rouge 30x0,9= 27 Par exemple 2030-Y90R. Le premier chiffre (20) reprsente la teneur en noir (00 pour le Blanc et 99 pour le Noir), le second (30) la teneur chromatique (00 pour les gris et 99 pour une couleur chromatique pure). Aprs le trait dunion suit la notation de la tonalit Y90R, donne comme la position dans le quart